化学理科

極低温とは?絶対零度との違いや温度の下がり方について理系ライターが解説!

よぉ、桜木建二だ。
物質を冷やしたら、どこまで冷たくなるか知ってるか?
物質が冷える限界を「絶対零度」ということを知っている人もいるかもしれないが、具体的にそれは何度なのか知っている人は少ないだろう。

さらに、物質を冷やしていくととても不思議な現象が起きるんだ。

今回は、物質の冷える限界と限界まで冷えた物質が見せる不思議な現象を、化学に詳しいリックと一緒解説していくぞ!

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/リック

高校生で化学にハマり、大学院までずっと化学を勉強してきた化学オタク。今は化学メーカーで働きながら化学の楽しさを発信する。

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物質はどこまで冷える?

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何かを冷やすとき、どうやって冷やしますか??「冷凍庫や冷蔵庫に入れて冷やす」というのが私たちにできる一番簡単な冷却方法ですよね。冷蔵庫の温度は4℃くらい、冷凍庫の温度は-18℃くらいです。

次に、-18℃より冷たいモノって何でしょうか?多くの人はドライアイスを思い浮かべると思います。ドライアイスの温度は約-79℃。さらに冷たいモノは何だろう…と考えたときに、思い浮かぶのは「液体窒素」かな?と思います。液体窒素の温度は-196℃です。

ここで、一つ気になりませんか?「温度ってどこまで下がるんだろう…」この疑問に答えるため、まずは、温度についてご紹介していきます。

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温度を表す3つの指標とは?

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温度を表す単位にはいろいろな種類があるんです。ここからは、温度を表す3つの単位系をご紹介していきます。

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世界的に標準、「摂氏」とは?

私たちの生活の中で一番なじみのある温度が「摂氏」ですよね。単位は「℃」で表します。水が沸騰するのは100℃で、水が氷る温度が0℃というのは当たり前ですよね。摂氏は、「セルシウス度」と呼ばれていて、世界的に広く使われている温度単位です。

スウェーデンの天文学者「アンデルス・セルシウス」が提唱した考え方で、水の凝固点を0℃、水の沸点を100℃として定義して、その間を100等分するという考え方でした。

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アメリカで一般的!華氏とは?

アメリカで一般的!華氏とは?

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華氏って、聞いたことないですか?日本ではあまりなじみはないですが、特にアメリカでは華氏が生活の中で広く使われているんです。摂氏が【℃】だったのに対して華氏は【℉】であらわします。

華氏を提唱したのはドイツの物理学者「ガブリエル・ファーレンハイト」という人物です。華氏の定義は、彼が作った水銀温度計で水の凝固点と32度、沸点を212度と定義して、その間を180等分するというものでした。

セルシウス温度を使うと、零下の温度も日常的に出てきますよね。「マイナス〇℃」といった具合です。実は、華氏では、生活している中でマイナスは出てきません!地球上の居住可能地域の大部分の温度は0℉~100℉範囲に収まります。

表を見てもらうと分かりやすいかもしれませんが…日常生活でまず華氏がゼロ以下になることはないんですよ。ちなみに、華氏から摂氏へ換算するためには、(華氏温度-32)×5÷9で計算できます。

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華氏を提唱した「ガブリエル・ファーレンハイト」はマイナスが出てくることを嫌い、測定できる最も低い室外環境温度を0℉としました。それが-17.8℃で、実験室では「氷・塩化アンモニウム・水」を混ぜることで、-17.8℃を作り出しています。

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