水の重さと温度変化: 1ℓの水は80℃でどれぐらい変化するか？

水の重さについてよく「1ℓの水は1㎏だ」と言われますが、これは水が4℃の時の話です。実際、水は温度によって膨張したり縮んだりするため、その重量は温度に影響されます。この記事では、水の温度が変わることによる重量の変化について解説します。

1. 水の密度と温度の関係

水の密度は温度に依存しており、温度が上がると密度が減少します。密度が減少するということは、同じ体積の水でも重さが軽くなることを意味します。例えば、水が4℃の時は最も密度が高く、その1ℓはほぼ1㎏です。

しかし、温度が上がると水分子の運動が活発になり、水分子同士の距離が広がります。これにより、水の密度は下がり、同じ1ℓでも少し軽くなるのです。

水を80℃に加熱すると、4℃の水と比べて約0.07%ほど密度が低下します。具体的には、1ℓの水の重量が約0.993㎏になります。これは非常に小さな変化ですが、科学的には重要な違いです。

この変化は、特に精密な測定が必要な実験や工程において考慮するべき点となりますが、日常生活ではほとんど気にならない範囲です。

水が温まると分子運動が活発になり、分子間の距離が広がります。この膨張現象は、液体の中でも水特有のものです。水の膨張率は他の液体と比較しても大きいことが知られています。

例えば、水が0℃から100℃に温度が上がると、その膨張率は約4%程度になります。これは温度変化による体積の変化としても理解できる重要な現象です。

水の密度は温度により変化し、特に80℃における水は4℃の水と比べて若干軽くなります。しかし、この変化は非常に微小で、日常的な用途ではほとんど影響を及ぼすことはありません。科学的な観点から見ても、水の温度による重さの変化を理解することは、実験や製造工程において重要です。

要するに、1ℓの水は4℃でほぼ1㎏ですが、温度が上がるとわずかに軽くなり、80℃の水では約0.993㎏になるということを覚えておきましょう。