水と油の中に入れた氷はどこへいく?という話:2355【2021/01/15】

ここに、水が入った水槽と、氷がある。


この水槽の中に氷を入れると、浮かんで水面から少し出ている。

次に、もうひとつの水槽に入っている水と同じ量だけ、油を入れる。

すると、このようにキレイに分離している。

では、この中に先ほどと同様に氷を入れると、氷は、どの位置に来るのか?

考え中

実は、水と油の境目の上に乗る。

これはなぜか?

液体の中に個体を入れると、

その個体は、押しのけた個体の重さの分だけ、浮力を受ける。

油に氷を入れると、氷は体積の分だけ、油から浮力を受け、軽い状態になる。

しかし、氷は少しだけ油よりも重く、一部が水の方に、はみ出す。

そして、今度は、そのはみ出した部分が水から浮力を受け、

最終的に、水と油から受ける浮力の合計が、氷の重さと釣り合ったため、水と油の境界面に乗っているように見える。