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  • There are over one billion cars in the world today,

    現在、世界では10億台以上の車が走っています。

  • getting people where they need to go,

    人々を必要な場所に連れて行く

  • but cars aren't just a mode of transportation,

    しかし、車は単なる移動手段ではありません。

  • they're also a chemistry lesson waiting to be taught.

    彼らはまた、教えられるのを待っている化学の授業です。

  • The process of starting your car begins in the engine cylinders,

    車の始動は、エンジンのシリンダーから始まります。

  • where a spritz of gasoline from the fuel injector

    インジェクターからガソリンが噴射されるところ

  • and a gulp of air from the intake valve

    と、吸気バルブからの空気のガブ飲み

  • mix together before being ignited by a spark,

    火花で点火する前に混ぜ合わせる。

  • forming gases that expand and push the piston.

    膨張してピストンを押すガスを形成します。

  • But combustion is an exothermic reaction, meaning it releases heat.

    しかし、燃焼は発熱反応であり、熱を放出することを意味します。

  • Lots of it.

    沢山ある

  • And while much of this heat escapes through the tail pipe,

    そして、この熱の多くがテールパイプを通って逃げていく一方で

  • the heat that remains in the engine block needs to be absorbed, transported, and dissipated

    エンジンブロックに溜まった熱を吸収して輸送して発散する

  • to protect the metal components from deforming or even melting.

    金属部品が変形したり、溶けたりしないように保護します。

  • This is where the cooling system comes in.

    ここで冷却装置の出番です。

  • A liquid gets circulated throughout the engine,

    液体はエンジン全体に循環します。

  • but what kind of liquid can absorb all that heat?

    でも、その熱を吸収する液体って何だろう?

  • Water may seem like an obvious first choice.

    水は当たり前の第一選択のように思えるかもしれません。

  • After all, its specific heat,

    結局、その比熱。

  • the amount of energy required to raise the temperature

    温度を上げるのに必要なエネルギー量

  • of a given amount by one degree Celsius,

    の量を1度の摂氏で換算しています。

  • is higher than that of any other common substance.

    は他の一般的な物質よりも高い。

  • And we have a lot of heat energy to absorb.

    そして、熱エネルギーを吸収するために

  • But using water can get us into deep trouble.

    しかし、水を使うと深いトラブルに巻き込まれることがあります。

  • For one thing, its freezing point is zero degrees Celsius.

    一つには、その凍結点が0℃であること。

  • Since water expands as it freezes,

    水が凍ると膨張するので

  • a cold winter night could mean a cracked radiator and a damaged engine block,

    寒い冬の夜はラジエーターが割れ、エンジンブロックが損傷している可能性があります。

  • a chilling prospect.

    冷ややかな見通し。

  • And considering how hot car engines can get,

    車のエンジンがどれだけ熱くなるかを考えると

  • the relatively low boiling point of 100 degrees Celsius

    沸点100度

  • can lead to a situation that would get anyone steamed.

    は、誰もが蒸れてしまうような状況に陥る可能性があります。

  • So, instead of water, we use a solution,

    だから、水の代わりに溶液を使う。

  • a homogeneous mixture consisting of a solute and a solvent.

    溶質と溶媒からなる均質な混合物。

  • Some of the solution's properties will differ depending on the proportion of solute present.

    溶液の性質は、溶質の割合によって異なります。

  • These are called colligative properties, and as luck would have it,

    これらをコリゲーション性といい、運が良ければそうなる。

  • they include freezing point depression and boiling point elevation.

    凝固点降下と沸点上昇を含む。

  • So, solutions have both a lower freezing point and a higher boiling point than pure solvent,

    つまり、溶液は、純粋な溶媒よりも低い凝固点と高い沸点の両方を持っています。

  • and the more solute is present, the bigger the difference.

    と、溶質が多いほど差が大きくなります。

  • So, why do these properties change?

    では、なぜこれらの特性が変化するのか?

  • First of all, we need to understand that temperature is a measure

    まず、温度が指標であることを理解しておく必要があります。

  • of the particle's average kinetic energy.

    粒子の平均運動エネルギーの値。

  • The colder the liquid, the less of this energy there is,

    液体が冷たいほど、このエネルギーは少なくなります。

  • and the slower the molecules move.

    と分子の動きが遅くなります。

  • When a liquid freezes, the molecules slow down,

    液体が凍ると分子の動きが鈍くなります。

  • enough for their attractive forces to act on each other,

    彼らの魅力的な力がお互いに作用するのに十分です。

  • arranging themselves into a crystal structure.

    自らを結晶構造に配列させたもの。

  • But the presence of solute particles gets in the way of these attractions,

    しかし、溶質粒子の存在がこれらの魅力の邪魔をする。

  • requiring a solution to be cooled down further before the arrangement can occur.

    配置が発生する前に、溶液をさらに冷却することを必要とする。

  • As for the boiling point, when a liquid boils,

    沸点については、液体が沸騰すると

  • it produces bubbles filled with its vapor,

    それはその蒸気で満たされた泡を生成します。

  • but for a bubble to form, the vapor pressure must become as strong

    気泡ができるには蒸気圧が強くなければならない

  • as the atmosphere constantly pushing down on the surface of the liquid.

    大気が常に液体の表面を押し下げているように。

  • As the liquid is heated, the vapor pressure increases,

    液体が加熱されると蒸気圧が上昇します。

  • and when it becomes equal to the atmospheric pressure,

    と大気圧と等しくなると

  • the bubbles form and boiling occurs.

    泡ができて沸騰します。

  • A solution's vapor pressure is lower than that of pure solvent,

    溶液の蒸気圧は、純粋な溶媒の蒸気圧よりも低い。

  • so it must be heated to an even higher temperature

    となると余計に高温になる

  • before it can match the strength of the atmosphere.

    雰囲気の強さに負けないうちに

  • As an added bonus, the pressure in the radiator

    おまけとして、ラジエーター内の圧力

  • is kept above atmospheric pressure,

    は大気圧以上に保たれている。

  • raising the boiling point by another 25 degrees Celsius.

    沸点をさらに25℃上げる。

  • The solution commonly used for a car's cooling system

    車の冷却システムに一般的に使用されているソリューション

  • is a 50/50 mixture of ethylene glycol and water,

    は、エチレングリコールと水の50/50混合物です。

  • which freezes at -37 degrees Celsius and boils at 106 degrees Celsius.

    マイナス37度で凍りつき、106度で沸騰する。

  • At the highest recommended proportion of 70 to 30,

    推奨される最高の割合で70対30で。

  • the freezing point is even lower at -55 degrees Celsius,

    凝固点は-55℃とさらに低くなっています。

  • and the boiling point rises to 113 degrees Celsius.

    と沸点が113℃まで上昇します。

  • As you can see, the more ethylene glycol you add,

    ご覧のように、エチレングリコールを増やせば増やすほど

  • the more protection you get, so why not go even higher?

    防御力が高ければ高いほどいいので、もっと高くしてみてはいかがでしょうか?

  • Well, it turns out you can have too much of a good thing

    まあ、いいことが多すぎても仕方がないということがわかった。

  • because at higher proportions,

    なぜなら、より高い割合で

  • the freezing point actually starts to go back up.

    凝固点が実際に戻り始めます。

  • The properties of the solution head towards the properties of ethylene glycol,

    溶液の性質はエチレングリコールの性質に向かいます。

  • which freezes at -12.9 degrees Celsius,

    12.9℃で凍る。

  • a higher temperature than we attained with the solution.

    溶液で到達した温度よりも高い温度になっています。

  • The solution flows through the engine, absorbing heat along the way.

    溶液はエンジン内を流れ、途中で熱を吸収します。

  • When it reaches the radiator, it's cooled by a fan,

    ラジエーターに達すると、ファンで冷却されます。

  • as well as air rushing through the front of the car

    前を通る空気もさることながら

  • before returning to the hot engine compartment.

    熱いエンジンルームに戻る前に。

  • So, an effective and safe engine coolant

    そこで、効果的で安全なエンジンクーラント

  • must have a high specific heat, a low freezing point, and a high boiling point.

    比熱が高く、凝固点が低く、沸点が高くなければなりません。

  • But instead of searching all over the world for the perfect liquid to solve our problem,

    しかし、私たちの問題を解決するための完璧な液体を世界中で探すのではなく。

  • we can create our own solution.

    私たちは自分たちで解決策を作ることができます。

There are over one billion cars in the world today,

現在、世界では10億台以上の車が走っています。

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B1 中級 日本語 TED-Ed 溶液 エンジン 蒸気 冷却 吸収

TED-ED】ボンネットの中。クルマの化学 - シンシア・チャバック

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    Chia-Lin Hsin に公開 2014 年 09 月 15 日
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