水が氷になるとき温度は止まる？体積はどうなる【小4理科】

水が氷になるときのふしぎを調べよう！

こんにちは！今日は、みんながいつも見ている「水」が、冷たくなると「氷」に変わるときにどんなことが起きるのか、一緒に見ていこうね。

1. 水が氷になるときの温度は？

水が氷に変わるとき、温度はどうなるか知ってるかな？

水は、どんどん冷えていくと、ある温度で氷になり始めます。その温度は、0℃（レイド）だよ。

不思議なことに、水が全部氷になるまでは、温度計の針は0℃のままで止まっているんだ。全部氷になってから、さらに冷えていくと、0℃よりもっと低い温度になっていくんだよ。

自分で調べてみよう！温度の観察のしかた

用意するもの:

• 水を入れた透明なコップやペットボトル
• 温度計（水銀やアルコールが入っているもので、0℃以下も測れるもの）
• 冷蔵庫の冷凍室

やってみよう！:

1. コップに水を入れて、そこに温度計を入れます。温度計の先端がコップの底につかないように気をつけよう。
2. コップを冷凍室に入れます。
3. 5分や10分おきに、温度計の目盛りを読んで記録してみよう。全部氷になるまで、何度か見てみてね。
4. どんなふうに温度が変わっていったかな？ 0℃で止まる時間があったことに気づくかな？

2. 水が氷になるとき、体積はどうなる？

水が氷になるとき、かさ（体積）はどうなると思う？

水を入れたコップを冷凍庫に入れて、氷になったのを見たことがあるかな？

実は、水が氷になると、もとの水よりもかさが増えるんだ。つまり、水だったときよりも、少しだけ大きくなるんだよ。

自分で調べてみよう！体積の観察のしかた

用意するもの:

• ふた付きのプラスチック製のペットボトル（ガラス製のビンは絶対に使わないでね！割れてしまう危険があるよ。）
• 水
• 油性ペン

やってみよう！:

1. ペットボトルに水を入れます。このとき、ペットボトルのふちまでいっぱいにしないで、少しだけすき間をあけておこう。（水が氷になるときに膨らむからだよ）
2. 水を入れた高さのところに、油性ペンで印（しるし）をつけます。
3. ペットボトルのふたをしっかり閉めて、冷凍室に入れます。
4. 次の日、ペットボトルがどうなっているか見てみよう。
5. 氷になった水の高さは、ペンでつけた印よりも高くなっているはずだよ。

どうしてガラスのビンはダメなの？:

ガラスのビンは、水が氷になってかさが増えたときに、その力に耐えられなくて割れてしまうことがあるんだ。とても危険だから、必ずプラスチック製のペットボトルを使ってね。

3. まとめ

水が氷に変わるときには、次の2つの大切なことが起きるよ。

• 温度: 水は0℃で氷になり始めるよ。そして、水が全部氷になるまでは、温度は0℃のまま変わらないんだ。
• 体積: 水が氷になると、もとの水よりもかさが増えるよ。だから、ペットボトルに入れた水が氷になると、水面が高くなるんだね。

このふしぎな水の性質は、私たちの身の回りでもたくさん見つけることができるよ。例えば、冬に水道管が凍って破裂してしまうのは、水が氷になって体積が増えるからなんだ。

今日の学びが、みんなの「ふしぎだな？」を解決する手助けになったらうれしいな！