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kazumascience idea note

身近な科学の雑記から、日記など

【科学雑記】 銅が金色に!これが錬金術?!

 錬金術はご存知ですか?

 ある年に『鋼の錬金術師』という作品が一世を風靡しましたが、そのフレーズは聞いたことある人が多いと思います。

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 そもそも錬金術とは、普通の金属類(卑金属)を金・銀などの貴金属に変化させようとする術のことを指しています。

 一部では、ギャンブルで勝つことを錬金術と呼ぶこともあるようですが、これは違います。

(ギャグとしてはうまいです)

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   結果としては、物質は元素から成り立っているため、異なる金属から金などを作ることは到底難しい領域にあります。

 しかしながら、様々な実験技術や塩酸や硝酸などといった今日で実験に使用されている技術や試薬はこの時に確立されたと言われています。

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 一方で、メッキという手法があります。

 メッキは一般に表面処理の一種で、材料の表面に金属の薄膜を被覆することを言います。化学的な合金としても位置付けられています。

 

 メッキという手法をすれば(見た目だけ)卑金属から貴金属に変えることができるというわけですね!

 

 特に銅と亜鉛の合金を真鍮(しんちゅう)と言います。

 これは黄銅とも言われ、金に似た美しい黄色の光沢を放つことから金の代用品としても扱われました。

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 即ち、銅が金色になったというわけですね!

 

  そんな真鍮ですが、身の回りのものでも存在しています。

 身近な例で金色に見える金属(真鍮)の例を探してみましょう!

 

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 上に掲げた例はほんの一例です。

 

 五円玉は特に身近だと思われます。

 それでも結局は金色っぽいだけで中身は銅や亜鉛が主です。

 

 基本的にメッキは酸化しやすい金属を酸化しにくい金属で覆うことを目的としていることが多いため、その役割は高く評価していく必要があります。

 

 金!にはなりませんでしたが、金属と金属の濃密な関係は色こそ目標に近づけることを示せたというわけですね!

 この技術の確立も錬金術の延長線上だと考えると何だか涙ぐるしい所もあります。

 いつかは本物の金が作れることを願って

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 ご愛読ありがとうございました!

 それでは!

 

 

【科学雑記】 熱は意志をもって行動する?!

 気温や料理、海水温など、ものの温かさや冷たさを感じる『熱』というのはどういった動きを見せるのでしょうか。

 

 今回はその熱について見ていきましょう!

 

 例えば、喫茶店やレストランに行ったとき、氷水を出されることが多いです。

 しかし、この氷水を放っておくと氷は次第に解け、ぬるい状態になってしまいます。

そして、驚くことにいくら待っても氷水の状態に戻りません!

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 そして、淹れたてのコーヒーを時間をかけて飲んでいくと初めは温かったのに徐々に冷えていきます。これも反対にいくら待っても温かくなることはありません。

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 そんなの当たり前!!

 

 との声も挙がると思いますが、よくよく考えたら不思議ですよね?なぜ決まった温度に収束するのでしょうか?

 

 この温度の異なる2つの物体(上記の場合であったら、液体の温度と周りの大気)が触れ合うと、2つの物体の間に熱のやり取りが生まれます。

 この「温度が等しくなった状態」熱平衡にあると言います !

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 この熱平衡にある状態を熱力学第0法則と呼びます。

 基本すぎてもはや忘れるレベルで第0法則と呼ばれています。

 

 その昔、は『熱素』と呼ばれる物体の温度が変化する因子を用いて熱の移動を考えていましたが、実際は原子や分子、電子などの乱雑な運動エネルギーによるものです。

 

 ですので、詳しく見ていきますと、熱いものから冷たくなるのは分子の運動エネルギーの乱雑さが徐々に減少していくことを表し、冷たいものが温かくなるのは分子の運動エネルギーの乱雑さが徐々に増加していくことを表してます。

▼(画像はイメージです)

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 今回は簡単に原子や電子とひとくくりにしましたが、まだ解明されていない部分もあります。

 

 まだまだ謎が深い熱ですが、そこに魅力を感じるのもまた面白さです。

 

いつもご愛読ありがとうございます

それでは!

【科学雑記】 温度計は何でできている?

いつもご愛読ありがとうございます! 

今回は温故知新な記事です!

 

 理科の実験では毎度おなじみとなっています『温度計』、特に棒状の物は私も大学や大学院の研究の際、毎日使用していました。

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 そんな棒状温度計ですが、いくつか種類があります。ポイントは以下の二つです。

 

①:温度を表す伸び縮みする液体は二種類ある

②:測れる温度の幅

 

 まずは温度計の中身について見ていきましょう!

 

 一つ目です!

 温度計には二種類の液体が使用されています!

 

 それは、水銀灯油(広くアルコール系と呼ばれるものです)を赤く着色したものです。

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▼(温度計の参考画像)

 「- 温度計」の画像検索結果

 

 よくよく考えたら当たり前で、仮に100℃以上の環境で温度測りたいときに、温度計の中身が例えば着色した水でしたら普通に沸騰しますのでポンっと温度計が破裂します!!

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 そのため、温度計の中身の液体は低温でも固体にならず、高温でも気体にならない優れた液体が必要というわけですね!

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 そこで登場したのが、水銀灯油です!!

 

 水銀は危ないイメージがありますが、精度などの面で非常に優れていることから今でも使用されています。

 といっても、液だめの部分が割れてしまったら処分がかなり困ってしまいます。

 仮に取り扱う場合は経験をよく積んだ実験にこれ!と決めた場面でのみ使用することをお勧めします。

 

 広く普及されているのは赤く着色された灯油(アルコール系)の温度計ですね。値段も安くて一般的です。

 

 普段使っている温度計は0℃ないしは―10℃位からスタートしているものがほとんどで、尚且つ最高の温度も大きくて100℃といったものが多いです。

 更に日常生活の面では人の体温より少し高いくらいに設定してあるくらいでせいぜい50℃が限界の温度計も存在します。

 

 要は、利用用途によって温度の幅があるというわけですね!

 

 そこで二つ目のポイントとして

 測れる温度に幅があります!

 

 例えば、同じ温度で下図のよう異なる液だめの伸びの四つの温度計があります。

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 これはどういうことでしょうか!

 例えば20℃で上図のようになっているとしたら、一番上はマイナスの温度を測ることが主となります。反対に一番下はかなり高い温度を測ることが主となります。

 

 よく使う実験器具だからこそ、様々なバリエーションがあることがわかりますね!

 

 しかしながら、-200℃を下回る温度や、300℃を上回る温度はさすがに測ることは困難です…というか逆に言うと実験室レベルで実現は低い温度と言えますね。

 

  そんな様々な温度計は今もどこかで使われています。

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 それでは!

 

人の目はなぜ二つある!

 人の目ってなぜ二つあるか…なんて考えたことありますか?

▼(音楽ゲームReflec beatより Brokenジャケット)

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 考える…というよりも二つあって当たり前みたいな自分が所有している絶対数と他人の所有している絶対数が等しいと認識しているからこそ何も思わない人が多いと思います。

 

 他方で漫画のキャラクターなどでは一つ目や三つ目のキャラクターなどが見ることができます。

▼(左 妖怪ウォッチから一つ目小僧  右 幽遊白書から 飛影)

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 上のようなキャラクターがいたとしても割と何とも思わないと思いますがどうでしょうか?

 

 実は目が二つある理由は、奥行きを感じるためです。つまり、立体的に物を捉えるためだと言われています。

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 目は左右それぞれ違う景色を見ており、それを脳で総合して物の形や奥行きをつかんでいるというわけです!

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 近いものは大きくずれて見え遠いものは小さくずれて見えます。

 どういうことかというと、人差し指を目に近づけて右目を閉じたり左目を閉じたりすると見ている指の角度が違って見えます。

 反対に人差し指を遠くに離して見ると人差し指の位置は左右片目ずつ見てもあまり変わらないように見えますね!

 

 これですよ!

 

 脳は見えているものが遠いか近いかを判断しているというわけですね。

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 身近な疑問でしたがいかがだったでしょうか?

 特に何も思わない疑問だからこそ考えたい、そんな紹介でした!!