のっぽさんの勉強メモ

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11/28 理+生+国:どこからどこまで「混ざる」ということ? ~ハイスピードな理科の話(仮)~

理科の話ー。
「混ざる」ということを瞬間からとらえたらどうなるか?ということの話です。
思い付きなのでまとまってませんが。


 「混ざる」「混ぜる」というのは何かと何かが合体すること、またはさせることですね。
 簡単なことなので普段「混ぜるって何?」みたいなことは考えませんし、
 理科や家庭科でもそのまま「○○に△△を混ぜる」などと書いてあります。
 例えば「水*1に塩*2を混ぜる」とかですね。

 しかしふと「混ぜる」「混ざる」というのを細かく見ていくとどうなるのか?
 どこから「混ぜる」と言えるのか?と思いまして。
 あれやこれや考えてみました。



【1】混ぜようとする瞬間の話

 「『混ぜる』っていうんだから、すぐ混ざるんじゃないの?」と思うかもしれませんが、
 まあそうとは限りません。
 仮にハイスピードカメラで撮影したとして。
 コーヒー*3に牛乳を注ぐとき、
 「牛乳がコーヒーの表面に触れた」だけでは、まだ上に乗っかっているだけですね。
 「混ざる」とは言えなさそうです、
 で、表面を突破してからのちは、コーヒーと牛乳が混ざり始める、という感じでしょうか。



【2】混ざり具合の話

 理科の実験などでも物を組み合わせたりしますが、
 ただ入れるだけではなく、その後棒などでかき混ぜたりします。
 料理のレシピでも「10分しっかり混ぜる」とかもありますね、

 つまり、単に「何か(A)」を「別の何か(B)」に入れただけでは混ざりきらないわけです。
 この「入れる→しっかり混ぜる」という流れを簡単に考えると、ざっと以下の感じかと。

 ①二つのものを組み合わせる前の状態 (混ぜる以前の問題)
 ②入れてすぐの状態         (ちょっとだけ混ざってる)
 ③よく混ぜた状態          (ほぼ完全に混ざる)

 みたいな。
 アルファベット*4で考えてみると、
 ある原子Aと原子Bの並びがあったとして、

 ①は「AAAAA」と「BBBBB」でそれぞれの並び、
 ②が「AABAABBBAB」みたいなばらつきがある並び、
 ③は「ABABABABAB」みたいな、ほぼ均等な並び、というイメージでしょうか。

 ここら辺は料理で想像した方が分かりやすいかもしれません。
 例えば「チャーハン」を作っている時、ただ塩を入れただけでは、
 一部分が塩辛くなってしまうだけです。上で言う②の並びですね。
 でもそれを混ぜることによって、全体に均一に味がつきます。
 つまり③のような「ムラのない並び」になるわけですね。



【③】液体*5・固体による混ざり具合の話

 で、混ぜるものが液体か固体かによっても違いそうなので、それも分けて考えてみます。

①「液体」と「液体」
 例えば牛乳とコーヒーとかですね。
 液体同士は良く混ざりやすい印象です。
 割と普通に入れるだけで混ざりそうです。

②「液体」と「固体」(粉)
 例えばコーヒーに砂糖*6を入れる、などですね。
 温度の問題もありますが、入れただけではよく混ざらないこともあります。
 液体に固体を入れた後、かき混ぜることが必要だったりします。
 液体が温かい場合、混ざりやすくなったりします。


③「固体」(粉)と「固体」(粉)
 例えば砂糖と塩を混ぜる、などですね。
 形状にもよりますが、この場合は、より混ざりにくい印象です。
 例えばある液体に、別の液体を上から注げば、大体は混ざります。
 でも砂糖に上にただ塩を振っても、それは「砂糖の層*7」の上に「塩の層」ができるだけで、あんまりまざってないですね。
 そして「粉」状のものの場合、「混ざる」と言っても液体ほど混ざっている感じではありません。
 例えば液体同士のコーヒーと牛乳を混ぜた後分離するのは大変そうですが、
 固体同士の「砂糖の粒」「塩の粒」自体は合体してないのて、分離することはまだできそうですからね。


④「固体」と「固体」
 若干あほっぽい話にもなりますが、
 例えば石*8の上に石を置いただけでは、とても混ざったとは言えません。
 ただし「いっぱいある石」に対して新しく石を置いた結果、「混ざった」ということはありそうです。


 …とまあ、こんな感じですね。
 最後の④はおまけで書きましたが、
 どうやら「混ざる」という言葉には
 「小さな粒などが沢山入り乱れている状態」というイメージがありそうです。
 つまり粒子などの「量」*9や、「見え方の状態」が関係していそうですね。

 液体と固体はとても違ったものに見えますが、
 小さな世界で見ると、液体も一つ一つの「粒」としてとらえることもできます。
 すると「コーヒーの粒」の上に「牛乳の粒」を一つ乗せただけではきっと「混ぜた」とは言えないので、
 意外と④の固体同士の世界と、そこまで違うものでもないかもしれません。

 逆に普段「固体」と思っているものも、液体のような動きをすることもあります。
 例えば上の「粉」の例とか、「砂」のさらさら具合は水にように動いたりしますし。
 アトラクションの「ボールプール」とかも、まさに「ボールの海」っぽいですしね。

 とすれば、「安定していない」「柔軟に変化する」ということが「液体っぽさ」の一因とも言えそうです。
 (これは固体液体の正しい定義ではなく、イメージの話です)


 ぶっちゃけ理科と国語の話をごっちゃにしているところがありますが、
 たまにこんなことを考えてみるのも楽しかったりもします。



 まあそんな感じで~。



関連用語:「混沌(こんとん)」*10、「エントロピー」、「混乱(こんらん)」*11


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*1:「水(みず)」については 12/16 地理:都市運営ゲーム/「水(みず)」編ですよ、市長! - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*2:「塩(しお)」については 12/3 世界史:塩とコショウ、保存と時間 - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*3:「コーヒー」については 5/7 歴史:こんな飲みニケーションもあるよ! ~ただし酒とは限らない~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*4:「アルファベット」については 11/30 英語:ローマ字 - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*5:「液体(えきたい)」や「固体(こたい)」については 1/16 英語:「氷」関係の英単語~氷魔法アイスクリーム~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*6:「砂糖(さとう)」については 1/20 理科:イオンとか「電解質」雑考 - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*7:「層(そう)」については 4/15 こころの話:多層風景(たそうふうけい)/心にかかるフィルター - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*8:「石(いし)」については 12/26 英語:単語/関係を意識してみる ~石と山とか、朝と夜とか~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*9:「量(りょう)」については 1/23 理+数:「重さ」と「質量(しつりょう)」と数学の「等式(とうしき)」! ~変わらずに重さを計る方法~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*10:「混沌(こんとん)」や「エントロピー」については 4/6 理科:「混沌の王」と「箱の中の猫」 ~エントロピーと量子の世界~ - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*11:「混乱(こんらん)」については 10/3 英語:ゲームの「ステータス異常」についての英語 - のっぽさんの勉強メモ を参照。