水って、ほんま奇跡やな

京大卒元メガバンカーの総一郎です。


昨日は東京でも珍しく雪が降って、積もっていた。

この間伊香保や草津の雪に苦戦して、せっかく東京に帰ってきたと言うのに、東京でも雪。

僕は雨男ならぬ雪男なのだろうか。

雪を見たり氷を見たりすると、いつも思う。

「水って、ほんま奇跡やな」

と。

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▼水って、ほんま奇跡やな
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大学受験か大学入学後か忘れたが、化学を学んでいて感動したことが有る。

「水って、H2Oって、ほんま奇跡やな！」

と。
#なぜか書き言葉は関西弁
#当時は生粋の関東人

水という物質は4℃が最も密度が高い。

4℃の水は同じ体積の0℃の水ないし氷よりも重いし、

4℃の水は同じ重さの0℃の水ないし氷よりも小さい。


………で？


って声が聞こえてきそうだが、コレは奇跡的なことだ。

物質は気体、液体、固体と三態有るが、フツーは気体より液体の方が小さくて重いし、液体より個体の方が小さくて重い。

温度を下げたり、圧力を上げたりしていけばどんどん密度が高くなり小さくなる。

水以外は。


だからどうした？って感じるかもしれないが、この奇跡による恩恵というか、

この奇跡によって起きている現象が身の回りには意外と有る。


湖が表面から凍るのはこの奇跡のおかげだ。

エアコンの空気も、お風呂のお湯もそうだが、フツーは気体も液体も冷やされたら重くなり下に溜まり、上の方が温かい。

であれば底から凍っていきそうなものだが、水の場合はそうはいかない。

なぜなら4℃の水が一番重いので4℃の水が沈んで底にいき、3℃→2℃→1℃→0℃と水面に近づくにつれて温度が低くなるという逆転が起きる。

だから表面から凍っていくのだ。

そして、表面が凍った湖などでスケートをしたりすることが出来るが、これも "この奇跡" によるものだ。

普通は圧力をかけると気体は液体になり、終いには固体になる。

だが、水の場合は圧力をかけると液体に戻ってしまう。

なぜなら、水より氷の方が密度が小さく体積が大きいからだ。

だから、スケート靴の刃が触れている氷に体重がかかるとその部分だけ水に戻り、それを潤滑剤としてスイスイ滑ることが出来る。

通り過ぎるとまた外気で冷やされて氷に戻る。

フォークを氷に押し当てるとその形に氷が解けていくのも同じ理由だ。


先ほどさりげなく書いた「水より氷の方が密度が小さく体積が大きい」というのは4℃の水が最も密度が高いというのを言い換えただけだが、これは本当に奇跡的だ。

だから氷は水に浮く。

だから北極は存在するし、氷山も存在する。


…ふーん


っていう人もいるかもしれない。


が、分子とか原子とか電子とかの世界まで見ていくとなお「水より氷の方が密度が小さく体積が大きい」の凄さが分かる。

物質は分子の集合体なのだが、その分子の密集具合で気体か液体か固体かが変わる。

分子同士距離が遠く、空間を自由に飛び回るのが気体
分子同士距離が近く、お互いが引き合うほど密集し、位置がほぼ固定しているのが固体
その間が液体だ。お互い引き合う程近いが、分子の位置が固定されていない。

つまり普通なら液体より固体の方が密集しているので密度が大きいのだ。

ただ、水分子だけは違う。

酸素原子と水素原子のプラスマイナスの力の差が大きいので、自分達一つの水分子の中では飽き足らず、他の水分子同士すら引きつける。

だから、分子同士の距離が多少遠かろうが互いの位置を固定して固体になってしまう。

酸素原子と水素原子２個で一つの水分子を作るので、水分子は二等辺三角形であり、それが水素結合によってうまいことお互いを固定し合って固体になっているから液体より密度の小さいスカスカの個体が生まれる。

酸素原子が電子を欲しがる力がたまたま極めて強く
電子を欲しがる数がたまたま２つだったから起きた奇跡だ。

ちょっと後半専門的な感じだし、「図が無いと何とも…」と言う感じで良く分からなかったかもしれない。

ちょっと僕も現役を離れて久しいので上手く感動を伝えられなかったかもしれないが、

「なんか奇跡的なんやろなぁ」

というのは伝わったんじゃないだろうか。


水が生命を育んだと良く聞くし、

あらためてこの奇跡に感謝しておこう。

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