何故に溶解度いっぱいの量の砂糖はお湯に溶けないの?

こんにちは!昔は検事になろうと思ったことのあるギンです。

小さい頃の話かと思いきや、つい10年位前の話です。

当時はパン屋でしたけども、色々あって、国税庁の友人に勧められて、それなら国家公務員受けるか~、という流れになって、パン屋やりながら試験勉強しましたね。勉強時間半年ですが。なめてますよね。

結果は、今ここで働いてるということは...。ということです。あ、でも、検事の道よりも角砂糖の魅力に取りつかれて検事の道をあえて蹴ったということかも。

弁護士は司法試験じゃないとなれないけど(たしか)、検事は国家公務員からでもなれるんですよ。ただ国家公務員は年齢制限がある(司法試験はしらん)から、検事になりたくて基準を満たしてる人は是非早めに!

 

ところで今回はなんでこんな題名かというと前回のことから引っ張ってきています。

 

それはこちら

アイスコーヒーに砂糖ではだめなの?~砂糖の水に対する溶解度~

 

 

 

前回は中学校理科のような内容でしたが、今回は中学校の算数(中学校って数学だっけ?)のような内容です。

 

簡単に言うと、100℃で100gのお湯に476gのグラニュ糖が溶けるはずなのに実際にはなぜ溶けないのか?ということです。良かったら考えてから次に行ってみてください。

 

 

 

なぜ溶けないか?その理由。

実は割と単純なことです。つまり、砂糖を入れる前は100℃でも、砂糖をどんどん入れていくと温度が下がってくるからです。

 

わかりやすいように、100℃で100gのお湯に常温20℃で500gの水を入れることを考えてみましょう。

 

(100-20)(℃)×1/6≒13.3(℃)
20(℃)+13.3(℃)=33.3(℃)

 

砂糖と水の温度の伝わり方が一緒ではないので同じようにはならないかもですが、こんなにも温度が下がってしまうのですね。そら溶けんわ。

なので、溶解度の実験のときは溶かす液体(溶媒)のほうを温めて温度調節しながらじゃないとその溶解度通りの結果にならないということですな。

 

 

 

変わった計算方法?

さて、さりげなくちょっと変わった計算をわざとしてみました。

だいたい濃度や温度(後で気づいたけど温度の計算はなかったかも)の違う液体を混ぜてある濃度や温度にする式って、連立方程式を使うというのが一般的ですよね。

実はこれ、私が自分で編み出した方法です。(`・∀・´)エッヘン!!

 

中学時代の数学の先生が基本的に公式を覚えさせずに、使うときに必要な式の組み立て方を教える方針の先生だったのでその影響だと思います。人生っていろんな人の影響で成り立ってるんですね。おかげで数学は「大」はつかないけど好きになりました。

ただ、ちょっと前まではこの編み出した解き方を見つけれるなんて自分すごい!と思ってましたけど、国家公務員試験の勉強のときにこんなような問題があって、わたしの編み出した方法での解き方が解説に載っていました。

 

てんびん算というそうですね。別に大したことなかった…。

 

 

 

ちょっと解説

(100-20)(℃)×1/6≒13.3(℃)…①
20(℃)+13.3(℃)=33.3(℃)

 

まず①の式の前部分です。(100-20)となってます。

なんでかというと、100℃の水と20℃の水を混ぜるので混ぜたものが100℃以上になることはないし、20℃以下になることはないですよね?「そこは極寒の地で気温は-40度であった」って問題文にあれば別ですが...。なので混ぜた水の温度は20℃から100℃の間になるのでその範囲が100-20=80ですね。

さてその80のどこら辺に行くんでしょうか。それが①の式の後半です。1/6って何のことかわかりませんよね?これは影響力を表しています。

 

100℃の水と20℃の水のどちらが影響力が大きいでしょうか?量が半々であれば50%・50%でしょう。100gと500gと差があるので当然20℃の水のほうが影響力が大きいですよね。つまり1対5の影響力、100g:500g=1:5の影響力ということです。

20℃の水のほうが影響力があるということは混ぜたものは20℃により近くなるはずです。100℃の水と20℃の水の1と5の引っ張り合いです。つまり80のうちの5を20℃の方向に引っ張り、1を100℃の方向に引っ張る。だから80を6等分したうちの1つ分100℃に向かった場所で温度が止まるんです。なので80×1/6をします。

最後にその80のうちの1/6、つまり20℃から100℃の方向に13.333…℃が向かった位置が水が混ざり合った後の温度というわけです。

いざ言葉にしようとすると説明するのが難しいですね。ちなみにこれを連立方程式で解くと…ん?どうやってやるんだ?…わからん。ちょっと調べて最後に載っけます。

 

 

 

国家公務員(Ⅰ)試験の感想

決して参考にならないと思いますが、これから国家公務員試験を受ける人に参考になったらと思って、少し感想を。

 

  • 国語…現代文はむっちゃ簡単。まず間違えないと思う。古典、漢文は完全に勘でやった。
  • 英語…あの時間で長文何問やらせるねん!っていう感じでした。しかも1ページくらいの長文を読ませて、それに対して1問という鬼のような問題でした。それが確か5~6問。割に合わんと思って鉛筆転がしました。マークシートなんで。
  • 数学…なんかタイプが2種類あったっけ?とりあえずゲームのような感じの問題ばっかだけど、ひらめくかどうかは運しだいのところがある気がする。暗号問題なんて特にそう。ゆっくりやらしてもらえるなら楽しいんだけどさすがにそんな楽しめる状況ではなかった。

 

他は記憶にないです。時間が全然足りなかったのが記憶にある。あとは試験をなめてたなという反省も記憶にある。

 

 

 

別の問題でてんびん算と連立方程式

ところで、連立方程式の件ですが、そもそも温度での問題はなかったかもしれない。よくあるのが濃度ですね。別の例題で先ほどのやり方(てんびん算)と連立方程式でのやり方をやってみます。

 

【例題】濃度が5%の食塩水と8%の食塩水を混ぜ合わせて,6%の食塩水600gをつくった。それぞれの食塩水を何gずつ混ぜ合わせたか?

 

まず先ほどのやり方。答えになる部分は違いますけど考え方は一緒ですね。

2/3×600=400(g)

解説:8%と5%の食塩水を合わせて6%になってるわけだから、5%の食塩水と8%の食塩水の影響力の比率は2:1。なので、食塩水の量も2:1=400(g):200(g)ってことですね。

 

 

連立方程式でやる場合

a+b=600
a×5/100+b×8/100=600×6/100

です。ちなみにx(エックス)使わなかったのは×(かける)と同じに見えるのでやめただけで深い意味はない。解くのは面倒くさいので、あとは自分でやってね(放棄)。

 

 

というわけでした。

なぜこんなことをやったのかという理由は次回に。

 

受験生の皆さんも大変な時期だけど頑張りましょう!受験生見てるかどうかわからないけど。

それではまた!!

 

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