スプーンをドライアイスに付けると音がする仕組みとは?

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    さてスプーンをドライアイスに付けると、”ギギギ”というような音がするのをご存知でしょうか。

     

    実際にドライアイスの実験で、過去に経験している人もいるはずです。

     

    このような現象が発生するのはドライアイスの性質によるものなのですが、
    なぜドライアイスにスプーンを付けると音がするのか疑問に思いますよね。

     

    そこでこのページでは、
    スプーンをドライアイスに付けると音がする仕組みを簡単に解説します。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.スプーンをドライアイスに付けると音がする仕組みとは?

    ではスプーンをドライアイスに付けると音がする仕組みを見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうとスプーンをドライアイスに付けると音がするのは、
    ドライアイスが気化してスプーンを振動させ、ドライアイスとスプーンが接触することによるものです。

     

     

    さてなぜスプーンが振動して音がするのかを詳しく解説していきますね。

     

    まずドライアイスは二酸化炭素が固体になったもので、-79℃以下の低温の物体です。

     

    ドライアイスの温度がー79℃よりも高くなると、気体の二酸化炭素に変化していきます。
    (固体から液体にならずに気体に変化することを昇華と言います)

     

    普通の環境ではドライアイスを-79℃以下に保つことは難しいので、
    ドライアイスを放置していれば勝手に気体の二酸化炭素に変化していきます。

     

    そしてスプーンというのはたいてい素材が金属で作られていて、
    最もスプーンに使われている金属で多いのがステンレスです。
    (ステンレスは台所のシンクにも多く使用されている金属になります)

     

    ご存知かもしれませんがほとんどの金属は熱伝導率が高く、
    熱伝導率が高いということは自身が持っている熱を他の物質に伝えやすいということです。

     

    これによりスプーンをドライアイスに付けるとスプーンの持っている熱がドライアイスに伝達され、
    ドライアイスのその部分の温度が上昇するので気体の二酸化炭素に変わります。

     

     

    二酸化炭素は固体から気体に変化すると体積が約800倍も大きくなるので、
    約800倍に大きくなった気体の二酸化炭素は発生すると同時にスプーンを持ち上げます

     

    しかし気体の二酸化炭素は一瞬だけスプーンを持ち上げることはできますが、
    スプーンの重さには勝てないので気体の二酸化炭素は周囲に分散していきます。

     

     

    そうすると持ち上がっていたスプーンは落ちて再びドライアイスと接触することになるため、
    ドライアイスが気体の二酸化炭素に変化してスプーンを持ち上げます。
    (このときスプーンが落ちてドライアイスと接触することで音が鳴ります)

     

     

    このような現象が短時間に何度も繰り返し発生しているので、
    スプーンをドライアイスに付けると”ギギギ”というような音がするんですね

     

     

    ちなみにドライアイスに付けると音がする話で重要なのは、
    ”スプーン”ということではなく”金属”だからなのでそこだけは誤解しないようにしてください。

     

    熱伝導率の低い物質をドライアイスに付けても、
    今回と同じような現象は起こらないので覚えておきましょう。

     

    以上が「スプーンをドライアイスに付けると音がする仕組みとは?」でした。

     

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    2.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • スプーンをドライアイスに付けると音がするのは、ドライアイスが気化してスプーンを振動させるから。
    • スプーンの素材が金属製だと音が鳴る(熱伝導率が高いから)

     

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