水の不思議（ふしぎ）

水は、冷（ひ）えると氷になります。温めていけば、水蒸気（すいじょうき）になります。氷には形があり、しっかり手で持つことができます。水は形を持たず、手でつかむことはできません。水蒸気（すいじょうき）は、空気中にただよっている目には見えないくらい小さな水のつぶです。おふろや火にかけたやかんから出る湯気、空にうかんだ雲、これらもみんな水が形を変（か）えたものです。ふつうの状態（じょうたい）で、空気中の水分を目で見ることは難（むずか）しいですが、こんなふうに形を変（か）えると、目で確（たし）かめることができます。こんなにちがうのに、この3つのものは全て“水”なのです。水は温度によって姿（すがた）を変（か）える、不思議（ふしぎ）なものだといえそうです。水の不思議（ふしぎ）を探（さぐ）ってみましょう。

1．　水をミクロの目で見ると！？

水のしずくを1てき落としてみると、しずくはお皿や机（つくえ）に当たってはねて、もっと小さなしずくのつぶにくだけます。

この小さなつぶを、もっともっと小さくしていったら？　水の一番小さなつぶは、残念（ざんねん）ながら目で見ることはできません。これを「水の分子（ぶんし）」といいます。

氷や水蒸気（すいじょうき）になったとき、水の分子はどのように変化（へんか）するのでしょうか。

水の状態（じょうたい）が変化（へんか）するには、温度の他に、周（まわ）りの空気の圧力（あつりょく）が深く関係（かんけい）しています。図に示（しめ）してある温度は、地上0メートル、1気圧（きあつ）の場合です。富士（ふじ）山の頂上（ちょうじょう）など、高いところでは気圧（きあつ）が低（ひく）くなるので、氷や水や水蒸気（すいじょうき）に変化（へんか）する温度が変（か）わってきます。

氷・水・水蒸気（すいじょうき）

　水が氷になっているとき
水は0度になると、氷になります。温度が下がると、分子どうしでくっついて動かなくなります。
　水が“水”になっているとき
分子はいくつかが集まってグループになったり、そのグループからはなれたりしながら、いろいろな方向へ向かって自由に動いています。
　水が水蒸気（すいじょうき）になっているとき
水は100度になると、ふっとうして水蒸気（すいじょうき）になります。温度が上がると、分子の運動はますます速く激（はげ）しくなり、グループから完全（かんぜん）にはなれて外へ飛（と）び出していきます。

2．　自然（しぜん）の中で、不思議（ふしぎ）を発見！

水の不思議（ふしぎ）な性質（せいしつ）は、自然（しぜん）の中でも見つけることができます。どのような不思議（ふしぎ）があるか、探（さが）してみましょう。

＜ア．　氷山が海にうかんでいる＞

氷山は水にうかぶ

少しも不思議（ふしぎ）だと思わないかもしれませんが、実はとても不思議（ふしぎ）なことです。ふつうの物質（ぶっしつ）は、液体（えきたい）でいるときよりも、固（かた）まって固体（こたい）になったときのほうが密度（みつど）（体積（たいせき）あたりの重さ）が大きくなります。ところが水は、氷になると密度（みつど）が小さくなるのです。

水分子は、氷になるとくっつきあって1つになりますが、1で見たように不思議（ふしぎ）な形をしているので、どのようにきちんと並（なら）んでも、どうしてもすき間がたくさんできてしまうのです。

つまり水のままでいるときのほうが、分子どうしのすき間が小さいことになります。だから、同じ体積（たいせき）で比（くら）べると、水より氷のほうが軽くなるというわけです。

飲みものに入れた氷がうかぶのも、氷山が海にうかぶのも、水の密度（みつど）が氷になると下がるため。でなければ、どのように大きな氷山も、あっという間に海にしずんでしまい、地球から氷山はなくなってしまうでしょう。

＜イ．　真夏でも、川や海がお湯にならないのはなぜ？＞

真夏に海水浴（かいすいよく）に行くと、海の水は少しひんやりしています。ところが、砂（すな）はまやちゅう車場にとめた車の表面はとても熱（あつ）くて、さわることもできないほどです。

水は、とても温まりにくく、冷（さ）めにくい性質（せいしつ）を持っています。

台所で実際（じっさい）に料理（りょうり）しているところを見ると、同じ火にかけてもやかんの水はなかなかふっとうしませんが、天ぷらなべの油はすぐに100度をこえて、天ぷらをあげるのにちょうどよい170度くらいまで上がります。車の材料（ざいりょう）である鉄は、もっと簡単（かんたん）に熱（あつ）くなります。だから、夏の太陽の日ざしだけでも、さわれないほど熱（あつ）くなるのです。