科学
かんたん
水が液体のままで最も密度が大きくなる温度として正しいのはどれでしょう？
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解説
水は大気圧のもとで約4度のときに密度が最大になり、最も重い液体の状態になります。多くの液体は温度が下がるほど分子の運動が落ち着いて体積が減り、密度が増え続けますが、水はこの4度を境に逆の性質を示し、そこからさらに温度を下げると分子の結びつき方が変化して体積がわずかに増え、密度は下がっていきます。零下4度では大気圧のもとで水はすでに氷になっており、液体のままではいられないため、液体の水の密度を問う答えにはなりません。摂氏10度は4度より高い側の温度で、水はすでに温度上昇とともに密度が下がり始めた後なので、4度のときより軽くなっています。摂氏0度は氷になる境目の温度で、液体としてこの温度まで冷えた水は4度のときよりもふくらんで軽くなっており、密度は最大ではありません。この4度で水が最も重くなる性質のため、湖や川で水温が4度を挟んで混じり合うと、できた4度の水は周囲より重いので底に沈み込み、湖底に4度の水がたまる現象がロシアのバイカル湖やカナダのカムループス湖などで観測されています。
出典: 水と海の話｜京都大学大学院理学研究科 地球惑星科学専攻／理学部 地球惑星科学系
情報確認日: 2026年7月31日