Q166★満タンのペットボトルを凍らせると、飲もうと蓋を開けた時にあふれてしまいます。(水やスポーツ飲料、麦茶などで経験あり。)凍ると体積が増えるというのは聞いたことがありますが、体積がふえるとはどのようなことですか?

  
それはね…

体積が増えるとは、この場合同じ重さの水なのに量が多くなることを言います。
水が氷になると体積が増えます。水は液体の状態では水分子がゆるやかに動いており、すきまがあまりありません。一方、氷(固体)は水分子が規則正しく並んでおり、大きなすき間を持った網目状の構造をしています。この大きなすき間のため、氷(固体)は水(液体)よりも体積が大きくなります。
ですから満タンのペットボトルの水が凍るとペットボトルがふくらんでしまいます。
それから、少しだけとけた水を飲むとき・・・このときには、まだペットボトルが少しだけふくらんでいるはずです。このまま蓋を開けると水がこぼれてしまう訳です。これは、ちょうどペットボトルを手で押しながら蓋を開けているのと同じ事になるからです。
ですから、完全に氷が溶けてから蓋を開ければペットボトルから水はこぼれないはずです。


(SO) 2009/07/31, (WG) 2017/07/10