ジュニアスキー

ジュニアアルペン競技とスキー全般についての情報ブログです。

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

塩をまくと雪はなぜ溶ける?

塩をまくと雪はなぜ溶ける?

 岩手県・熊谷瑞穂(くまがいみずほ)さん(小4)からの質問

(朝日新聞社発行 2011年2月12日付be)

 ●凍(こお)る温度(おんど)が塩で下(さ)がるからよ

 ◇ののちゃん ヤッホ~♪ 先週末(せんしゅうまつ)、スキーに行(い)ってきたんだ!

 ◆藤原先生 あら、よかったわね。今年(ことし)は豪雪(ごうせつ)続(つづ)きだけど、行き帰(かえ)りの道(みち)は大丈夫(だいじょうぶ)だった?

 ◇ののちゃん ちゃんと除雪(じょせつ)してあったよ。お父(とう)さんは「塩(しお)をまいて雪(ゆき)を溶(と)かすこともある」って言(い)ってたけど、ほんとかな。

 ◆先生 凍結防止剤(とうけつぼうしざい)や融雪剤(ゆうせつざい)として、食塩(しょくえん)を使(つか)うのは本当(ほんとう)よ。

 ◇ののちゃん トウケツ・ボウシザイ?

 ◆先生 夜間(やかん)、気温(きおん)が下(さ)がっても道路(どうろ)がカチンカチンに凍(こお)らないようにするの。塩水(しおみず)がなかなか凍らない性質(せいしつ)を利用(りよう)するのよ。

 ◇ののちゃん 寒(さむ)くても塩水は凍らないの? どうして?

 ◆先生 水をつくっている分子(ぶんし)と呼ばれるとても細(こま)かい粒(つぶ)は、いつも動(うご)き回(まわ)っているんだけど、温度(おんど)が低(ひく)くなると動きがだんだん小さくなり、そのうち規則正(きそくただ)しく積(つ)み重(かさ)なるの。それが氷(こおり)なのよ。

 ◇ののちゃん 氷のときは「整列(せいれつ)!」ってわけね。

 ◆先生 食塩を水に溶かすと、これも細かい粒子(りゅうし)になって水の粒と混(ま)ざるわよね。すると、冷(ひ)やすことで粒子の動きを抑(おさ)えて氷にしようとしても、ちょうどリンゴとミカンを一緒(いっしょ)にして山(やま)を作(つく)ろうとしたときみたいに不安定(ふあんてい)で、ちょっとのことでも崩(くず)れちゃうのよ。

 ◇ののちゃん 整列できない……ということは氷にならない。

 ◆先生 そういうこと! 普通(ふつう)、水は0度(ど)で凍るけど、食塩水だと濃度(のうど)によってはマイナス20度くらいまで凍らないのよ。

 ◇ののちゃん ひゃ~。でも、塩をまいて雪が溶けるのはどうして? 温(あたた)めたわけでもないのに。

 ◆先生 良(よ)い質問(しつもん)ですね。雪や氷が溶ける、つまり固体(こたい)から液体(えきたい)に水が「状態変化(じょうたいへんか)」するときには、熱(ねつ)が必要(ひつよう)になるの。「周(まわ)りから熱を奪(うば)って」溶けていくのよ。

 ◇ののちゃん 周りは雪でしょ。

 ◆先生 塩水は、雪より低温(ていおん)でも凍らないことを思(おも)い出(だ)して。雪が塩水に溶けるとき、周りの熱を使って氷から水に変わるので温度が急速(きゅうそく)に下(さ)がるの。そうして冷(ひ)え切(き)った塩水と雪に向(む)かって路面(ろめん)や外気(がいき)から熱が移動(いどう)していくので、その熱でまた雪が溶けていくのよ。

 ◇ののちゃん 塩ってすごいね。

 ◆先生 ただ、あまり寒いと塩水との温度差がなくなるから効(き)きが悪(わる)くなるの。北海道(ほっかいどう)では外気がマイナス8度以下(いか)だと、食塩をやめて滑(すべ)り止(ど)めに砂(すな)をまくそうよ。

 ◇ののちゃん 塩以外(いがい)はだめ?

 ◆先生 水に溶かすとマイナス50度でも凍らない塩化(えんか)カルシウムは、とっても速(はや)く雪を溶かせるけど、値段(ねだん)が食塩の倍(ばい)もするの。どちらも鉄筋(てっきん)コンクリートの橋(はし)をぼろぼろにしてしまう害(がい)もあるわ。使(つか)い勝手(がって)の良い代替品(だいたいひん)は、なかなか見つからないんですって。

 (取材協力=斎藤勝裕・名古屋市大特任教授、葛西聡・寒地土木研究所上席研究員、構成=吉田晋)

 ●調べてみよう!

 (1)三つのコップに氷を入れ、食塩、砂糖(さとう)、小麦粉(こむぎこ)をそれぞれ加えて温度の下がり方を比(くら)べよう。

 (2)道路の雪を溶かすために、ほかにどんな工夫があるかな。


スポンサーサイト

融雪剤と雪面硬化剤(スノーセメント)の原理

<融雪剤と雪面硬化剤(スノーセメント)の原理>

春スキーシーズンとなり、練習・大会でスノーセメント(硫酸アンモニウム(略称、硫安)など)を使う機会も多くなりました。

また、ハイシーズンには道路の凍結防止のために融雪剤(塩化カルシウム(略称、塩カル)など)を多量に散布しています。

先日、その原理について保護者間で話題になったのですが、誰も知らなかったのでちょっと調べてみました。

共通する化学現象としては、凝固点降下溶解熱の2つがあるようです。

また、スノーセメントとして使う場合は、融解熱寒剤としての効果も関係するようです。

1,凝固点降下

「液体は、何か物が混ざると、凝固点(水の場合は氷になる温度)が下がり、沸点(水ならば沸騰して水蒸気になる温度)は上昇します。

例えば、海水は0度でも凍らず、また100度でも沸騰しません。

溶けているものの濃度(分子の濃度、モル濃度)でどれだけ凝固点が下がり、沸点が上昇するかが決まっています。

例えば砂糖も溶かせば塩と同じ現象が起こりますが、塩(塩化ナトリウム)と同じだけ凍る温度を下げようと思うと、塩よりかなり多くの量が必要です。

塩は、水に溶けるとナトリウムと塩素の2つのイオンに分離し、分子の数で言うと2倍になるためです。

0度でも路面が凍らないように散布する「凍結防止剤」として「塩化カルシウム」が多く使われます。

塩化カルシウムが用いられる理由は「イオン」になると分子の数が3倍になり、少ない量で氷になる温度を下げることができるからです。」

(Yahoo知恵袋より改変引用)


2,溶解熱

塩化カルシウムを散布すると、雪が溶けた水に塩化カルシウム溶けるときに熱を発生します。

この熱で周囲の雪を溶かしていきます。この熱を溶解熱と呼びます。

溶解熱は物質が溶媒(例えば水)に解けるときに発生または吸収される熱量で、一般に発熱するケースが多いようです。

水は0度で氷になりますが、塩化カルシウムが溶けた水は、凝固点降下の性質により、凍結する温度が下がります。

この効果によりいったん解けた雪は凍りにくくなるため、路面の凍結による事故を防ぎます。

溶解熱を逆に利用したものに、スノーセメント(雪面硬化剤)があります。

スノーセメントとして硫酸アンモニウムが良く使われます。

スノーセメントは溶解熱が吸熱反応であり、水に溶けると周囲の温度を下げて凍結させます。

肥料として生産されているため安価に入手できます。

気温が高いときにスキー場の雪が溶けることを防ぐ目的で、硫安の散布が良く行われています。」

山田秀幸、一部改変


「塩化カルシウムの溶解熱は81.8kJ/molです。つまり、溶解するときに熱を放出するのです。

ところが、硫酸アンモニウムの溶解熱はー6.6kJ/molであり、溶解によって熱が吸収されるので、溶液の温度が低下し、凝固を促進するというわけです。」

3,寒剤としての効果

「氷と塩による寒剤の原理では、氷と塩の組成が共融混合物(氷晶)の組成であれば、共融点(氷晶点)以下に温度が下がれば、全体が固まります。

温度は共融点(マイナス数十度)まで下がるわけですから、周囲の溶けかかった雪も凍らせてしまいます。

つまり、雪の表面全部を共融混合物組成にするのではなく、部分的にそのような組成になっていれば、その部分が寒剤として働き、気温が0℃より高くても周囲の雪を冷やして固めることになるようです。」


(http://sci.la.coocan.jp/fchem/log/edu/99.htmlより改変引用)

寒剤:「2種以上の物質を混合して低温を得る冷却剤。一般に水と塩類によるもの,および氷と塩類によるものをいうが,ドライアイスと有機液体との混合物をも含めることもある。
氷と塩類の場合には,まず氷の一部が融解して融解熱を奪い,その解けた水に塩類が溶解して溶解熱を奪うため温度は徐々に降下し,共融点に近い低温が得られる。」

(百科事典マイペディアより)


4,融解熱

上の文章の意味は、以下のようです。

「『寒剤』(「氷+何か(=食塩など)」の場合)のメカニズムを簡単に説明すると、

 氷に溶質を追加

 → 氷表面に溶質が侵入

 → 水の結晶構造が崩れて、氷が融解

 → 融解熱を吸収して、温度が低下

ということになるかと思います。

ここで、「ある溶質と氷」の組み合わせが「寒剤」として有効になるためには、「溶質の溶解熱が小さい(できればマイナス(=吸熱))」であることと同時に、『固体の氷』に『溶質粒子』が侵入できるかどうかも大きなポイントになります。

つまり、単原子イオンであるナトリウムイオンや塩化物イオンに比べ、砂糖(ショ糖)は分子が大きく、その分、氷の表面に侵入しにくいため、寒剤として使用しようとするとあまり温度が下がらない、ということです。

(http://soudan1.biglobe.ne.jp/qa2247607.htmlより改変引用)


5,まとめ

筆者なりに、おおざっぱにまとめると、

1,融雪に関しては、塩化カルシウム(2水和物)が溶解時に発熱することと、溶液の凝固点降下の両方により融雪(及び凍結防止)効果を上げるようです。

2,スノーセメントに関しては、気温上昇で溶けかかった雪に硫安を撒くと、氷の融解熱の分だけ、全体(氷+硫安水溶液)の温度が下がります。また、溶解熱がマイナスなので硫安が水に溶けるときにも熱を下げます。凝固点降下により0度では氷らないため、0度以下になっても氷が溶けて融解熱と溶解熱によりさらに温度が下がります。これが硫安溶液が氷る温度(共融点)まで続き、それが寒剤としての効果を持ち、近くの溶けかかった雪を固める、ということのようです。


この現象の理解には、http://questionbox.jp.msn.com/qa188572.htmlが参考になります。

検索フォーム

アルペン主要情報

<主要サイト>
全日本スキー連盟(SAJ)
アルペンチームジャパン
国際スキー連盟(FIS)
ナスターレース協会
日本職業スキー教師協会(SIA)
WeatherNews(スキーCH)
日本気象協会(tenki.jp)
ドラぷら
2014-2015 スキー用品カタログ

<2014-15 アルペンルール>
2014/15アルペンポイントルール日本語版
アルペン競技:各種ルール等について
SAJポイントに関する ルール等について

<2014-15 大会日程>
FISワールドカップ
SAJ公認大会(11/20現在)
ナスター公認大会
(参)FIS開催大会のカテゴリー

<2014-15 主要大会>
2月5-8日
全国中学校スキー大会(大鰐温泉)
2月6-10日
全国高校スキー大会(花輪)
2月20-23日
ぐんま冬国体スキー大会(尾瀬岩鞍)
2月26-28日
全日本Jrスキー選手権大会(雫石)
3月7-8日
ナスタージャパンカップ(苗場)
3月17-20日
全日本スキー選手権大会(苗場)
3月27-30日
ジュニアオリンピック(ほおのき平)

<アルペン・マニュアル>
YOUTH AND CHILDREN'S SEMINAR
正しい育成方針とは何だろう?
アルペンレーサーとして成功するには?
米国・ジュニア育成の取り組みの凄さ
米国・アルペンジュニア育成マニュアル
The USSA Training Systems (1)
The USSA Training Systems (2)
The USSA Training Systems (3)
The USSA Training Systems (4)
The USSA Training Systems (5)
SkillsQuest (1) 概要
SkillsQuest (2) Why SkillsQuest?
SkillsQuest (3) Activities by Phase
SkillsQuest (4) Skiing Skills Assessment
SkillsQuest (5) Conditioning Assessment
SkillsQuest (6) Pressure動画
SkillsQuest (7) Edging動画
SkillsQuest (8) Rotary動画
SkillsQuest (9) Balance動画
SkillsQuest Resorces
Afton Alps, USSA, SkillsQuest HD
米国・アルペンコーチングマニュアル
カナダ・アルペンジュニア育成マニュアル
カナダ・ジュニア育成マニュアル (1)
カナダ・ジュニア育成マニュアル (2)
カナダ・Drills and Exercises

<トピックス>
スキー滑走の「許容範囲」と「基準範囲」
クロスカントリースキーでアルペン
Loveland Ski Club Fall Lane Training
サーバント・リーダーシップとは
Rusutsu SuperNatural
Ligety vs. Hirscher- Solden 2014 2nd run
Rob Heule 凄いし、笑えます。
「上手くつなぐ」「滑らせる」
リゲティのミスの原因
Training videos from Shiffrin
「内足・外足荷重」と「意識と現実」
BMA: Tips with Mikaela Shiffrin
学校教育の中のアルペン競技
SJ 2014.10月号を読んで
朝日も謝罪しましたね。で、スキー界は?
2014南アフリカFISレース初開催
THE SKIER'S MANIFEST
ナスターレース協会:セミナー
シフリン:オフトレ
岩谷:世界の扉を開ける鍵
最近は、「スキーをたわます」ばかり。
ウィスラーカップで見えたチルドレンの課題
Warner Nickerson引退
ボン ベイルチケット売り場で働
Pharell Williams - Happy
競技における結果主義と過程主義
アルペン タレント発掘事業報告書
オリンピック選手に学ぶやり遂げる力
リゲティの内足ターン
多様性のためのトレーニング集
Carving vs. Stivoting
テッド・リゲティ 滑りの分析
P&G Thank You, Mom
SL 古い滑りと新しい滑り
シフリン 滑りの分析
無作為の罪
スポーツトライアングル 湯淺直樹
外向傾、外脚荷重、腰高姿勢は基本です。
ヘルメットの限界
最近のベース作り
ストックについて
脳損傷からの回復:アルブレヒト
基礎スキーの役割
Matteo Marsagliaの育ち方
木村公宣さんの滑走フォーム
ALPINE ROCKFEST:ミラー選手の360
Who Is Bode Miller?
Meet ski racer, Pinturault
Snowstars Level 1~Level 7
ボード・ミラーの育ち方
BLINK OF AN EYE
Be a Better Skier!
ジュニア時代に身につけるべき技術の基本
Lindsey Vonn's Top 5 Training Tips
Ted Ligety | P&G Thank You, Mom
シフリンの育ち方
クーシュ 大失敗
Shiffrinのキャプチャー画像
内足、外足、1本足?
Mikaela Shiffrin in Beaver Creek GS
新型ドローンによる練習動画
P&G オリンピアンを育てる ボン
P&G オリンピアンを育てる シフリン
アルペン関連の情報発信とその特徴
テッド・リゲティとは、何者なのか?
2014シーズンのマテリアル(SAJ)
見直される基本技術の大切さ
小学校低・中学年の正しい練習方法
佐藤久哉 vs 岡田利修「競技と基礎」
トッポリーノ大会優勝者のその後の活躍
ジュニアレーシング板、ブーツ選びの基準
ラディウス規制に関する個人的意見
「2010ウィスラーカップレポート」について
メンテナンスの手順
実践チューンナップ(安藤さん)
チューンナップ講習会(伊東裕樹さん)
スタートワックスの使い方(片岡さん)
大会のためのワックス選択
ワックス入門(本ブログの最初の記事)

<基礎練習動画>
BMA:Tips with Mikaela Shiffrin
子供に学ぶスキーの基本技術
Snow stars Lvel 1-6
Ski Racing Technical Drill for U12
Angulation and Pole Plant drill
U16 Fundamentals Camp
アルペンスキー基本練習
Ski Racing Drills
ジュニアがお手本にすべきWC選手は?
ミカエラ・シフリン トレーニング動画
ライヒのフリースキー動画
ヤンカのドリフト技術

<WC選手の滑り>
Mikaela Shiffrin wins first Giant Slalom
プレイバック 2014: Men's Slalom
Mikaera Shiffrin New Age 2014
Training European team
Hero GS Training
Hirscher & Shiffrin 2013/14
シフリン オーレの滑り
リゲティ クラニスカ・ゴラの滑り
ピントロー、リゲティ2013ダイジェスト
Ted Ligety training in Portillo 2012
Ted Ligety Training on Sochi GS Hill
Ted Ligety Amazing GS Run
カナダ女子SLトレーニング
リゲティGSフォームの分析
ピントロー、本人が選んだGS, SL, SG
2012 ソルデンWC男子GS完全版
2012 ソルデンWC女子GS2本目
2013世界選手権男子GSハイライト

<その他動画>
Didier Cuche, le come-back?
Felix Neureuthers Highspeed Orchestra
Alpine Skiing (Remi GAILLARD)
Bode Miller
The Best Of Sochi 2014 Olympics
Power combined with speed
総督閣下が新レギュレーションにお怒り
ボード・ミラー 面白?動画集
スビンダル9歳の滑り
ヒルシャー 16歳の滑り
ヒルシャー 14歳の滑り
Ligety - On The Quest For Glory
リゲティ GSフォームの変遷
GSスキー形状による滑走フォームの変遷
往年の名選手達の滑り

<スキー理論>
米国男子ヘッドコーチインタビュー1
米国男子ヘッドコーチインタビュー2
岩谷高峰「トレーニングを再考する」1
岩谷高峰「トレーニングを再考する」2
岩谷高峰「トレーニングを再考する」3
岩谷高峰「トレーニングを再考する」4
岩谷高峰「トレーニングを再考する」5
上林卓司「センターポジション」1
上林卓司「センターポジション」2
上林卓司「センターポジション」3
上林卓司「センターポジション」4

<技術解説本・DVD>
皆川賢太郎DVD
皆川賢太郎 スキー完全上達
皆川賢太郎 最速上達メソッド
浦木健太 GSテクニック
吉岡大輔 落とすGSテクニック
生田康宏 トップアルペンテクニック
竹節一夫 アルペンテクニック

<トレーニング論>
アスリート達は本当に速くなっている?
究極の鍛錬
俊敏性練習は、俊敏性を向上させるか?
「良いトレーニング、無駄なトレーニング」
「ゴールデンエイジ理論」の不思議
運動能力と遺伝、環境
筋収縮とエネルギー

<学ぶということ>
○科学的方法論
「仮説演繹法」再び。
アイスクリームを食べると、水死する?
科学的方法論のエッセンス
○学問のすすめ
米大学における多面的・総合的な評価
稲盛和夫「伸びる人、立派になる人、いらない人」
U.S. News Best Global Universities
いま注目されるリベラルアーツ教育
いちばんやさしい教える技術
人材育成の実践
新たな高等教育機関の制度化
快楽の人生、充実の人生、意味のある人生
全てリクルートから学んだ
創造性を発揮するには?
ノブレス・オブリージュ
大学入試成績と入学後の成績
修正版:博士が100人いる村
教えるということ
のめり込む力
ダニエル・ピンク:やる気に関する科学
ダン・アリエリー:仕事のやりがい
人間万事塞翁が馬:山中伸弥
人生はその時の最適解の積み重ね
量は質を生む
高い山を築くなら、裾野を大きく広げよう
最初の3年で仕事人生の大半が決まる説
根拠なき自信
ノブレス・オブリージュ
中高生のための勉強法
自分の頭で考え、勇気を持つこと。
頑張ったらご褒美があるメンタリティ
自浄作用
いじめについて
タイガーマザーと文武両道

<その他>
インプレッサ路肩から這い上がる
美味しいコーヒーの入れ方
身近なコーヒーあれこれ
スーパーで買える美味しいコーヒー
辞めたくても辞められない
外食産業が日本を滅ぼす?
シナノ:なつかし写真コンテスト
福井県立歴史博物館:昭和のくらし
解放値の計算

<大会ルール(和訳)>
FIS競技用品規格
アルペンスキー国際競技規則(2010-11)
同 決定事項及び指導事項(2010-11)
アルペンポイントルール(2010-11)

<ポイント関連>
ポイントとは?
SAJ ポイントリスト
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。

カテゴリ

未分類 (0)
このブログのエッセンス (55)
20110311_東日本大震災 (148)
生と死、そして再興へ・・ (36)
さまざまな支援の形 (51)
震災復興と政治 (6)
原発事故と放射線 (54)
動画 (910)
アルペン動画 (293)
その他動画 (611)
大会・ジュニアテスト・練習 (1869)
海外選手の動向 (215)
国内選手の動向 (108)
ワールドカップ・世界選手権など (501)
オリンピックなど (109)
スキー大会 (439)
SkillsQuest (29)
ポール練習 (61)
ジュニアテスト (0)
オフトレ (60)
室内ゲレンデ (8)
海外キャンプ (9)
SAJの活動 (159)
SAJ問題 (38)
大会のルール (61)
スポーツ振興 (71)
アルペン競技に関する考察 (284)
アルペン競技の滑り方 (84)
ジュニア育成の課題 (119)
先達に学ぶ・・「○○の育ち方」 (75)
コーチングについて (6)
スキーと教育・健康・IT技術 (1000)
スキーと教育 (145)
スキーと健康 (0)
スキーに必要な生理学 (16)
スキーと環境 (85)
スキーとIT技術 (114)
事故・災害 (138)
スキーとともに・・ (26)
それぞれの生き方 (39)
ちょっとおかしな話 (17)
雑記 (419)
スキー用品・メンテナンス (156)
スキー用品 (81)
メンテナンス用品 (15)
メンテナンスの手順 (15)
エッジの手入れ (9)
ワックス (34)
ベースバーン (2)
スキー場・リフト券・宿泊・交通 (630)
スキー場の情報 (146)
スキービジネス (243)
早期オープンスキー場 (82)
春スキー・夏スキー (5)
リフト、ゴンドラ (1)
人工雪の作り方 (4)
リフト券、シーズン券 (92)
融雪剤と雪面硬化剤 (2)
スキー保険 (4)
スキー宿 (2)
スキー場への交通 (30)
車で行くための装備 (3)
雪道運転のコツ (1)
スキーのための車選び (15)
スキー用語 (0)

プロフィール

ジュニアスキー

Author:ジュニアスキー
子供が小1の冬に家族でスキーを始め、すっかりその魅力にはまっております。小4から地元のスポーツ少年団に所属し、競技スキーを始めています。(現在中3)
ジュニアアルペン競技の情報ブログとしてスタートし、最近ではスキー全般、その他に関する話題も扱っています。
上欄のカテゴリから興味のある話題をお選び下さい。
(2009年7月25日開設)


最新記事

カレンダー

07 | 2017/08 | 09
- - 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 - -
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。