Question

Clearnoteユーザー

誰かできますか？これは学校の先生が出した宿題です！助けてください！

流行音楽はしばしば誇張とロマンチックな言葉で人々の心を打ちます。ある歌の歌詞には「熱愛105度のあなた、滴滴清純な蒸留水！」とあります。共感を呼び起こす一方で、化学の先生たちは眉をひそめることになります――この言葉は科学的に正しいのでしょうか？

まず温度の問題について説明します。標準大気圧（1 atm）下では、純水の沸点は100°Cです。水が105°Cで液体として存在するには、外部の圧力が常圧より高くなければなりません。これは水の蒸気圧に関係しています：外部の圧力が水の蒸気圧と等しくなると、水は沸騰を始めます。外圧を高めると沸点も上昇します。これが圧力鍋が調理時間を短縮する理由です。クラペロン方程式を用いると、水が105°Cでの蒸気圧は約1.036 atmであると推定できます。つまり、密閉容器で加圧して加熱すれば、水は105°Cでも液体のままで存在できます。

次に「蒸留水」と「清純」についての誤解を解きます。蒸留水とは、加熱して蒸発させ、その後冷凝させた水で、ほとんどの溶解した塩類や微粒子が除去されており、導電率が低いことから、実験室や特定の医療用途で使用されます。しかし、蒸留水は完全に純粋ではなく、微量の溶解気体や揮発性有機物が残っている可能性があります。さらに純度を高めるには、イオン交換、逆浸透、紫外線殺菌などの工程を経て得られる超純水（Ultrapure Water）が必要です。超純水の導電率は0.05 μS/cm以下にまで低下し、蒸留水の5～10 μS/cmよりもずっと低いです。

水の「過熱現象」も注目に値します。気泡形成の核がない（例えば滑らかな容器や不純物がない場合）と、水は100°Cを超えても沸騰しません。この時は見かけ上安定していますが、一度でも攪拌や衝撃を受けると急激に沸騰し、危険を引き起こすことがあります。これは、電子レンジで水を加熱する際に過度に滑らかなカップを使わない方が良い理由の一つです。

要するに、「105度の蒸留水」は科学的に誤りではなく、特定の圧力と設備が必要な現象です。一方、「滴滴清純」という表現については、化学的な純度基準から言うと、実際の超純水に軍配が上がります。音楽はロマンチックであるべきですが、科学は厳密でなければなりません。

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**問題解答：**

1. 本文によると、蒸留水を105°Cで液体のまま維持するために最も合理的な方法はどれですか？
- A. 蒸留水を開放鍋に入れて強火で加熱
- B. 電子レンジで加熱し、継続的にかき混ぜる
- C. 蒸留水を常圧より高い密閉容器に入れて加熱
- D. 蒸留水を低圧環境で減圧加熱

2. 蒸留水と超純水の比較について、正しいのはどれですか？
- A. 蒸留水の導電率は超純水より低く、蒸留過程で全てのイオンが除去されているため
- B. 超純水は複数の工程で残留する不純物や微粒子を除去する必要がある
- C. 蒸留水は揮発性有機物を完全に含まず、製薬用途に適している
- D. 超純水は通常、家庭用飲料水メーカーで得ることができる

3. 本文の記述に基づいて、過熱水について誤っているのはどれですか？
- A. 水は沸点を超える温度で液体のままでいることがある
- B. 水に気泡形成点がなければ、すぐには沸騰しないことがある
- C. 過熱水は擾乱を受けると急激に沸騰する
- D. 過熱水現象は開放鍋で加熱する過程でよく見られる

4. 105度の蒸留水、105度の冷凝水、105度の超純水の違いについて比較してください。