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水のコラム 第9回 -水と氷

更新日:2020年2月10日更新

12月をすぎて本格的な寒波が到来する季節になると、三原市周辺でも空に雪が舞う日があります。
  雪は、簡単にいうと、雲の中の水蒸気が凍ってできた氷の粒が落下してきたものです。雲の高さから地上までの気温が0℃以上になると雨、0℃以下なら雪として降ってくるのです。
  水の気体である水蒸気が凍ってできたものが雪、液体の水が凍ってできたものが氷、という区別もありますが、雪も氷の一種。水、つまり氷の結晶も雪の結晶のように六角形をしています。
  今回は、水の固体である氷について紹介します。

氷の画像

固体が液体より軽い-不思議な水の性質 通常、地球上のさまざまな物質は、一般的に液体の状態より固体の状態の方が重くなる性質があります。ところが、水が凍って固形化した氷は水に浮く性質があります。これは、氷の比重が水の比重より軽いからです。

 ところで、例えば風呂を沸かしていると、上の方には温かい水、下の方には冷たい水の二層になることでわかるように、水は温度が低いほど比重が重くなる性質があります。それが、冷たい水よりもっと温度の低い氷になると水に浮いてしまう、つまり、温度が低い氷になると比重が軽くなるのです。
 実は、水の比重が最も重くなるのは4℃の時。その後、さらに冷えるに従って今度は軽くなっていきます。池などの氷が底でなく表面に張るのは、温度の下がった水は底にたまりますが、さらに冷やされると次第に浮いてきて、表面で凍結するからです。
 こうした性格を持つ水は、物質の世界では特別な存在といえそうです。

氷にも味がある?
 暖房設備が整った現代では、冬場でも飲み物などを中心に氷の需要があります。
 通常、家庭の冷蔵庫の製氷室などで作る氷は白っぽいものが多いですが、喫茶店やバーなどで使われる氷はきれいに透き通っています。これは、冷蔵庫で作る氷は、急速に冷やされて、中に二酸化炭素や不純物を含んだまま凍結するため。一方、水割りなどに使われる氷は、ゆっくり凍らせて作られます。
 水は、純度の高い部分から凍る性質があり、ゆっくり凍らせていくことで不純物が取り除かれ、透き通った氷になるのです。

 夏場に「天然氷」のかき氷が話題になりましたが、この天然氷も、自然の中でゆっくり何日もかけて凍らせて作るため透き通っていて、とけにくいという特長があります。天然水でつくるかき氷は味わいが柔らかい、キーンと来る冷たさがないなどの評判もあるそうです。
 また、バーなどで、オンザロックに丸い氷が使われるのは、立方体よりも表面積が少ないし、角がない分溶けにくいこともあって、お酒を薄めにくいという理由から。こだわり派には欠かせないようです。

氷の用途-昔は冷蔵庫、今はエアコン!?
 氷はこのほか、ものを冷やすためにも使われます。例えば魚は鮮度を保つために氷とともに輸送されているし、発熱や打撲、捻挫などの時、氷のうなどに入れて直接身体の部位を冷やすのにも使われます。
 電気冷蔵庫が普及する昭和30年代以前は、冷蔵庫状の箱の上部に氷を入れ、その冷気で生鮮食品などを保存するのが一般的で、山の洞窟などに氷を入れて、夏まで氷を保存したり食品を保存したりする氷室(ひむろ)というものもありました。
 現代では、冷蔵庫・冷凍庫はもちろん、室内の冷房も電気の力に頼っていますが、近年、夏場、夜間に作った氷を昼の冷房に利用して消費電力を抑える"エコ・アイス"という空調システムも登場。氷の用途は生活のさまざまな分野で広がりを見せています。

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