こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

 

 

スーパーマーケットに行くと、”乾きもの”コーナーがあったりします。

乾きものといえば、魚の干物とか干しシイタケくらいだけかというと、そうでもなく

乾燥食品(かんそうしょくひん)、インスタント食品もあったりします。

 

乾燥食品(かんそうしょくひん)は、売っている時は水分がなくて乾燥(かんそう)した状態で、

食べる時にお湯をそそいで、元に戻っておいしい食べ物になる食品ですね。

 

インスタントコーヒーや、スープなど、いろんな種類があります。

便利になったなぁと思いますね。

 

さて、なんでこんなことができるんだろうと思うと、ちょっと不思議ですね。

ちょっと考えてみます。

 

乾燥食品(かんそうしょくひん)は、食品のなかにある水分を乾燥(かんそう)させたものです。

食べものの中にある水分を水蒸気(すいじょうき)にして空気の中に移動させて、

食べものの中にある水分を減らしたものです。

 

洗濯物(せんたくもの)を乾かすのと同じなのですが、

食べものの場合は、モタモタして時間をかけて乾燥(かんそう)していると、、

傷(いた)んでしまって食べることができなくなってしまいます。

 

温度を高くすれば、乾燥(かんそう)が速くなりますね。

ドライヤーで熱い風を髪にあてると、早く乾きますからね。

 

ここでも、食べ物の場合にはうまくいきません。

温度を高くすれば、やっぱり、傷(いた)んでしまって食べることができなくなってしまいます。

 

もしも傷(いた)まないようにうまくできたとしても、いちど加熱(かねつ)しているので、

味も、風味も変わって、おいしくない食べ物になってしまいます。

 

 

そこで、考えられたのは、食べもの中の水を凍(こお)らせて、

一気に水蒸気(すいじょうき)の気体にして乾燥(かんそう)させてしまうやり方です。

 

固体(こたい)から気体(きたい)へのジャンプです。

 

普通は、固体(こたい)の氷から液体(えきたい)の水になって、

液体(えきたい)の水から気体の水蒸気(すいじょうき)になるというステップですが、

途中の液体(えきたい)になるところを省略(しょうりゃく)してしまうのです。

 

これ、どこかで見たことある変化の仕方(しかた)ですね。

 

そうなんです。ドライアイスです。

 

ドライアイスは、固体(こたい)になった二酸化炭素(にさんかたんそ)が、

一気に気体(きたい)へと変化します。

 

だから保冷剤(ほれいざい)として、ドライアイスを使っても水浸しになってしまうことがありません。

 

 

氷の固体(こたい)から水蒸気(すいじょうき)の気体(きたい)へのジャンプは、

普通、私たちが暮らしている温度や気圧(きあつ)ではおきません。

温度と気圧（きあつ)をちょっと変えてやると、

 

氷の固体(こたい)から水蒸気(すいじょうき)の気体(きたい)へのジャンプを起こすことができます。

 

気圧（きあつ)は、私たちのまわりにある空気の重さによって押される力です。

 

たべものの中の水をこおらせて、

一気に水蒸気(すいじょうき)にして乾燥(かんそう)させる方法は、

フリーズドライとも呼ばれています。

 

理科のことばでは昇華(しょうか)と名前がついています。

 

 

昇華(しょうか)は、温度と圧力をちょっと変えてやると、いろんなモノで起こせます。

昇華(しょうか)がおこせる、温度と圧力の関係は、モノによって決っていて、

 

水の場合、氷を作って、圧力を0.006気圧(きあつ)以下にすると、

氷から水蒸気(すいじょうき)へのジャンプがおきます。

 

1気圧は、私たちが普通にくらしている時に周りにある空気の重さによって押される力です。

0.006気圧以下にしたときは、空気の量が少なくなって、

空気の重さによって押される力もよわくなっています。

 

 

水を氷にした時、水のモトになっている小さい水の粒たちは、

手をつなぎ合って並んでいます。

 

気体の水蒸気(すいじょうき)のようにビュンビュンと飛び回らないで、

あまり動き回らないで、じっとしています。

 

あまり動き回らないで、じっとしていますが、その場所で、モゾモゾと振動(しんどう)しています。

 

氷の表面は空気の重さによってできる力で押されているので、

氷の中の小さい水のモトの粒は、空気の中へとんで行きたくても、

飛び出していくことができません。

 

しかし、気圧(きあつ)を低くして、空気の量が少なくして、

空気の重さによって押される力を弱くすると、

 

氷の表面にある小さい水のモトの粒が

モゾモゾと振動している力で、仲間の水のモトの粒とつないでいた手が外れてしまって、

空気の中へと飛んで行ってしまいます。

 

これで、氷の固体(こたい)から気体の水蒸気(すいじょうき)へのジャンプがおきてしまうのですね。

 

 

氷から水蒸気(すいじょうき)へジャンプできるとは、おもしろいですね。

このジャンプする現象は、特別なことではないんですね。

たまたま、私たちが暮らす、気圧き(きあつ)、温度では、ジャンプがおきなかっただけなんですね。 

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