どうして海は川や湖よりも浮きやすいの?比重とは?

2018年9月7日身の回りの科学

海は、川や湖のような淡水に比べて浮きやすいですよね?

それはなぜなのでしょうか?

その答えは海が塩水だからです。

死海と呼ばれるアラビアの塩湖では、浮きわ無しでも浮くことができます。

そんなシーンをテレビやネットで一度は見たことがあるのではないでしょうか。

人がこんなにも浮くことができるのは、死海は海水よりもはるかに塩分濃度が高いからです。

このように塩分濃度が高い方が浮くことが分かったと思います。

では、さらに追及していきましょう!

なぜ塩水は濃度が高ければ浮きやすく、さらには水に比べて浮きやすいのでしょうか?

それは『比重』がポイントとなってきます。

水と海水の比重を見れば一目両全なのです。

いやいや、いったい比重とはなんなのでしょうか???

実は比重は焼き菓子の生地を焼くときにも非常に重要です。

なぜ比重が焼き菓子の生地にとって重要なのでしょうか?

さっぱりわかりませんね。

では、今回は比重から説明していきたいと思います。

1.比重

比重とはある物質の密度の基準となる標準物質との比を表します。

標準となる物質は一般的には水です。

大気圧下で水4℃の1㎝³あたりはほぼ1 gであるので、水の比重は限りなく1に近くなるため1としてこれを標準としているのです。

そして、この比重1の水を他の物質と比べることで、他の物質の比重を図ることができるのです。

つまり、ある体積に入ってる水と、水と同じ体積に入っている違う物質との密度の比を表しているのです。

そんなこと言ってもわかりにくいので、具体的に比重を計ってみましょう!

200 mLの計量カップを用意してください。

皆さん料理で使われると思うのできっと持っているはずです。

これを使えばなんと比重が計れてしまいます!!

いったいどうやって計るのでしょうか?

まず基本となる水を計ってみます。

このように水は200 mLでほぼ200 gになるはずです。

※大気圧下4℃という条件で200 gなので多少ズレはあります。

これを1と考えて他の物質の比重を計ります。

この計量カップに計りたい物質を流し込み、カップいっぱいの重さをはかります。

すると水では200 gだったのに重かったり、軽かったりと違う重さになっているはずです。

計った物質の重さを水の200 gで割るのです!

すると、その物質の比重がわかります。

つまり水に比べてその物質がどれだけ重いか、軽いかで密度の比を判断しているということです。

例えば物質の重さが100 gだったとしましょう!

すると比重は、
100 ÷ 200 = 0.5
となります。

1よりもかなり小さいですよね。

つまりスカスカってことです。

1よりも比重が小さければ水よりも軽いということがわかります。

つまり密度は低いですよね?

逆に1よりも比重が大きければ、水よりも重い物質であるということがわかると思います。

密度が高いのです。

ただし、このやり方では比重が計れるものは限られますが、だいたいはこれで計ることができます。

比重は水と比べて重いか軽いか、そして密度が高いか低いかを判断できると分かったことで、では、なぜ海水では人が浮きやすいのでしょうか?

また、この比重をみればなぜわかるのでしょうか?

2.人が海水に浮きやすいのはなぜ?

では、水と海水でどう比重が違ってくるのでしょうか?

水は先ほども言った通り1ですよね。

海水には塩以外にもいろいろなものが溶けています。

なので水よりも比重が高くなるのです。

比重は気圧と温度でも変わります。

だいたい海水は24℃で1.024で、水は24℃で0.997となります。

水よりも海水はいっぱい詰まっているので比重も高いです。

つまり、海水の方が水よりも重たいということが分かったと思います。

人はどうでしょうか?

人は個人差がありますが、だいたい0.98~1.05と言われています。

空気を沢山吸えばやはり比重は低くなりますし、空気を吐けば比重は高くなります。

水と比べてみましょう。

空気を吸った場合、水よりも軽いではないですか!

なので、体は浮いてくれます。

軽い方が上に行くのは当然ですよね。

空気だって軽いから水の中では上がっていくでしょ!

それと同じです。

海水と比べてみるとどうでしょうか?

海水は水よりも少し重いのですよね!

海水は水よりも比重が高い!つまり重いのです。

これで水よりも海水の方が浮かびやすいということが分かったと思います。

また、人によって沈みやすい沈みにくいがあると思います。

脂肪の方は比重が筋肉に比べ低く軽いです。

なので筋肉質の人は沈みやすくなったりします。

そして、死海のような塩湖はこの比重が1.2もあったりします。

そんなに重かったら、そら体浮きますよね。

3.焼き菓子の生地

焼き菓子の生地とこの比重が一体どう関わってくるのでしょうか?

例えばケーキのスポンジは生地にしっかりと泡が入ることでよく膨らみますね?

つまり空気がしっかりと入って生地が軽いとしっかり膨らんでくれるのです。

比重を計れば、その生地にどれくらい空気が入ったかを数字で表すことができるのです。

もし、たくさんのケーキを作ることになって生地を作るとします。

生地の比重を合わせれば、同じくらいくらい膨らんでくれるので同じスポンジが焼けるということですよね。

生地の膨らみに関係しているのは比重だけではありませんが、まず、比重を揃えることで、同じ膨らみにすることができると言えるでしょう。

このようにお菓子作りにも比重は役立ちます。

お菓子の会社ではきちんと比重が計られ、定められた比重で生地を焼いているので品質が保持されています。

4.さいごに

比重のことをお分かりいただけたと思います。

海水では浮きやすいのは水よりも海水の方が重く密度が高かったから
なんですね!

計量カップを使っていろいろなものの比重を計ってみるのも楽しいですよね。

例えば油とかを計ってみるとか、自由研究の課題にもなるかもしれません!

ぜひやってみて下さい!