水は水素ガスが燃焼して生成する。すなわち、水は水素ガスの燃えカスである。また、高温に熱せられた大量の鉄等に注水すると、水は水素ガスと酸素ガスに分解し、分解したガス同志が爆発的に燃焼を起こす危険性がある。
2H2 + 02 ⇔ 2H2O + (286×2)kJ
2mol 1mol 2mol (68.4×2)kcal
4g 32g 36g
水 H2O 分子量[18] | |
水の分子モデル
赤色の球体は酸素・白色の球体は水素 | 
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水素ガスと酸素ガスとを正確に2対1に混合して燃焼させる酸水素ガストーチの炎は2800℃にも達する。たいていの金属は熔かすことが出来る。白熱電球の発光部のフィラメントはタングステンで作られているが、タングステンの融点は3380℃なので熔けない。
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また、水を金属ナトリウム(Na)や、金属カリウム(K)に注水すると激しく反応し水素ガスを発生して、その水素ガスが引火して爆発を起こすので危険である。
2Na + 2H2O ⇔ 2Na(OH) + H2
金属ナトリウム 水 水酸化ナトリウム 水素ガス
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水の三態(大気圧=101.3kPa=1013hPa のもとで)
氷(固体)
| 凝固⇔融解
| 水(液体)
| 凝縮⇔蒸発
| 水蒸気(気体)
| 無色透明
| 融点0℃
| 無色透明
| 沸点100℃
| 無色透明
| 比熱
2.09J/g℃
0.5cal/g℃
| 融解熱
334J/g
80cal/g
| 比熱
4.18J/g℃
1cal/g℃
| 蒸発熱
2260J/g
539cal/g
| 比熱
2.05J/g℃
0.5cal/g℃
| 密度
0.9g/cm3
| ←体積膨張
約1.1倍
| 密度
1.0g/cm3
| 体積膨張→
1630倍
| 密度
0.60g/ℓ
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水は熱せられて沸点に達すると沸騰し水(お湯)から水蒸気になる。このとき大きな体積膨張を起こす。
100℃の水(お湯)18g(1mol)の体積=18.8cm3
100℃の水蒸気 18g(1mol)の体積
=22.4ℓ×(373/273)÷(18.8/1000)=1630
| 180ml(1合)の水が、水蒸気になると293(リットル) ≡ ドラム缶1.5本分の水蒸気になる。
水の物性 | 温度 | 密度
| 密度変化
| ℃ | g/cm3
| 増減
| 0 | 0.99984
| -0.00013
| 4 | 0.99997
| 基準
| 5 | 0.99995
| -0.00002
| 10 | 0.99970
| -0.00027
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| | 水は4℃のときが一番密度が大きい(=一番重たい)ので、水が冷たくなって凍るときは、4℃の水が底に沈み、水面に氷が張り出す。若し0℃の水が一番密度が大きかったら、重たい0℃の凍り始めた水が底に沈み、底から凍りはじめると池の魚はすべて氷の上に放り出されて、日干しになって死んでしまう。 |
霧・雲・春霞も全て水の微粒子=水滴である
固体⇔気体 の相変化を 両方向とも昇華と呼ぶ
ドライアイスが溶けて液体になることなく、気体の炭酸ガスになるのも昇華である。また、ドライアイスの周りに空気中の水蒸気が固まり付くのは、水蒸気が昇華して氷になっているのである。
冷蔵庫の製氷室の氷は、夏場は出来ると直ぐに使われるが、冬場は出来ても放置されることが多い。放置された氷は段々と痩せて角が取れて丸くなり小さくなる。これも昇華現象である。
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水の密度と粘度
| 水の20℃における密度は ρ=998[kg/m3]
水の20℃における粘度は μ=0.00101[Pa・s=kg/(m・s)]
| 消防の水力学における水の密度と粘度
水の常温における密度は ρ=1000[kg/m3]
水の常温における粘度は μ=0.00100[Pa・s=kg/(m・s)]
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水の3態図
縦軸は圧力を表し、横軸は温度を表す。
図中の赤色の横線は大気圧(101.3kPa)を示し、
左側の縦線は、氷点(0℃)を示し、右側のそれは沸点(100℃)を表している。
温度と圧力を指定してやれば、3態(氷か、水か、水蒸気か)が分る。 |
日本も国際単位系を使用することになっているが、特例として「栄養・食品関係分野にはcalの使用」が認められている。
ここは、栄養・食品関係ではないが、ジュールをカロリーに換算したものを参考値として掲げる。
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地中の温度
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地下の温度上昇
地球の内部にあるマグマなどの影響で,地中深くに行けば行くほど温度は上昇する。一般的に100m下がると3℃上がるとされている。
日本の、いや、世界の何処を掘っても、2000m掘ると地温は60度、そこに水脈(湯脈)があれば、温泉が出る。
ところで、山に登ると気温は100mにつき、0.6℃下がる。すなわち、六甲山の頂上では931mだから5.6℃、富士山頂では3776mだから、22.6℃下界より低くなる。
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