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  • Water is the liquid of life.

    水は生命に不可欠な液体です

  • We drink it,

    私達は水を飲み

  • we bathe in it,

    水で浴し

  • we farm,

    作物を育て

  • cook,

    料理をし

  • and clean with it.

    水で洗います

  • It's the most abundant molecule in our bodies.

    私達の体内に最も大量にある 分子なのです

  • In fact, every life form we know of

    実際 私達が知る生き物すべては

  • would die without it.

    水がなければ 死んでしまいます

  • But most importantly, without water,

    しかし 一番重要なのは 水がなければ

  • we wouldn't have

    私達は

  • iced tea.

    アイスティーを楽しめません

  • Mmmm, iced tea.

    うーん アイスティー!

  • Why do these ice cubes float?

    氷はどうして浮かぶのでしょうか?

  • If these were cubes of solid argon

    もし これがアルゴンの固体なら

  • in a cup of liquid argon,

    液体のアルゴンの中にいれると

  • they would sink.

    沈んでしまいます

  • And the same goes for most other substances.

    他のほとんどの物質でも同じです

  • But solid water, a.k.a. ice,

    しかし 氷と呼ばれる 水の固体は

  • is somehow less dense than liquid water.

    液体の水よりもなぜか密度が低いのです

  • How's that possible?

    なぜでしょう?

  • You already know that every water molecule

    水の分子はすべて

  • is made up of two hydrogen atoms

    2つの水素原子が

  • bonded to one oxygen atom.

    1つの酸素原子に結びついて出来ていますね

  • Let's look at a few of the molecules

    水滴の中にある

  • in a drop of water,

    分子をいくつか見てみましょう

  • and let's say the temperature is 25 degrees Celcius.

    水温は摂氏25度とします

  • The molecules are bending,

    分子は 曲がったり

  • stretching,

    伸びたり

  • spinning,

    回ったり

  • and moving through space.

    そのスペースの中で 動き回っています

  • Now, let's lower the temperature,

    では水温を下げて

  • which will reduce the amount of kinetic energy

    分子の持つ運動エネルギーを

  • each of these molecules has

    減らし 分子があまり

  • so they'll bend, stretch, spin, and move less.

    曲がったり 伸びたり 回ったり 動かないようにしてみましょう

  • And that means that on average,

    そうすると 大抵の場合

  • they'll take up less space.

    分子の動く空間が縮まります

  • Now, you'd think that as the liquid water

    液体である水が

  • starts to freeze,

    凍り始めると

  • the molecules would just pack together

    分子はひしめき合って

  • more and more closely,

    分子間の距離がさらに縮むはずですが

  • but that's not what happens.

    しかしそれは起こりません

  • Water has a special kind

    水には

  • of interaction between molecules

    ふつうの他の物質にはない

  • that most other substances don't have,

    分子間の相互作用があり

  • and it's called a hydrogen bond.

    それは「水素結合」と呼ばれます

  • Now, remember that in a covalent bond

    「共有結合」では たいてい

  • two electrons are shared,

    2つの電子が原子間で

  • usually unequally,

    どちらかの原子に偏って

  • between atoms.

    共有されていましたね

  • In a hydrogen bond,

    水素結合では

  • a hydrogen atom is shared, also unequally,

    分子内の水素原子が 他の原子との間で

  • between atoms.

    不均等に共有されます

  • One hydrogen bond looks like this.

    1つの水素結合はこのようになります

  • Two look like this.

    2つはこうです

  • Here's three

    これは3つ目

  • and four

    4つ

  • and five,

    5つ

  • six,

    6つ

  • seven,

    7つ

  • eight,

    8つ

  • nine,

    9つ

  • ten,

    10

  • eleven,

    11

  • twelve,

    12

  • I could go on.

    といくらでも続いていきます

  • In a single drop of water,

    水1滴の中で

  • hydrogen bonds form extended networks

    水素結合は 何百 何千 何百万

  • between hundreds, thousands, millions,

    何十億 何兆という分子がつながる

  • billions, trillions of molecules,

    ネットワークを作り上げ

  • and these bonds are constantly breaking and reforming.

    これらの結合は 常に壊れたり 再生されたりしています

  • Now, back to our water as it cools down.

    では 水に戻って 水温が低くなった時を見てみます

  • Above 4 degrees Celcius,

    摂氏4度以上では

  • the kinetic energy of the water molecules

    水の分子の運動エネルギーが

  • keeps their interactions with each other short.

    互いに結合する時間を短くするので

  • Hydrogen bonds form and break

    水素結合ができては 壊れ

  • like high school relationships,

    高校生の恋愛関係のように

  • that is to say, quickly.

    「短い」のです

  • But below 4 degrees,

    しかし 4度以下では

  • the kinetic energy of the water molecules

    水の分子の運動エネルギーが

  • starts to fall below the energy

    水素結合のエネルギーよりも

  • of the hydrogen bonds.

    低くなっていきます

  • So, hydrogen bonds form much more frequently

    そうすると 水素結合で結びつく頻度が

  • than they break

    壊れるものより高くなり

  • and beautiful structures start to emerge

    無秩序状態から とてもきれいな

  • from the chaos.

    構造が出来上がってくるのです

  • This is what solid water, ice,

    これが 固体の水 つまり氷を

  • looks like on the molecular level.

    分子レベルで見たものです

  • Notice that the ordered, hexagonal structure

    その秩序だった 六角形の構造は

  • is less dense than the disordered structure

    液体の水の無秩序の構造よりも

  • of liquid water.

    密度が低いことがわかります

  • And you know that if an object is less dense

    そして 物質の密度が

  • than the fluid it's in,

    それが入っている液体よりも低い場合

  • it will float.

    それは浮きますね

  • So, ice floats on water,

    ですから 氷は水に浮きます

  • so what?

    だから 何なの?って?

  • Well, let's consider a world without floating ice.

    では 浮かぶ氷のない世界を想像してみましょう

  • The coldest part of the ocean

    海の最も冷たいところは

  • would be the pitch-black ocean floor,

    暗黒の海底になります

  • once frozen, always frozen.

    一度凍れば 解けることはありません

  • Forget lobster rolls

    甲殻類は生息地を失うので

  • since crustaceans would lose their habitats,

    ロブスターサンドはなくなりますし

  • or sushi since kelp forests wouldn't grow.

    海藻の森など育たないので 寿司も作れません

  • What would Canadian kids do in winter

    カナダの子どもたちは冬に何をするのでしょうか

  • without pond hockey or ice fishing?

    ポンド・ホッケーや アイスフィシングがなくなったら?

  • And forget James Cameron's Oscar

    ジェームス・キャメロン監督の アカデミー賞も

  • because the Titanic totally would have made it.

    タイタニック号が無事なら もらえなかったでしょう

  • Say goodbye to the white polar ice caps

    日光を反射して 地球が焼けるのを

  • reflecting sunlight

    防いでくれている

  • that would otherwise bake the planet.

    白い極地の氷冠とも お別れです

  • In fact, forget the oceans as we know them,

    実際 70%の地球の表面を覆い

  • which at over 70% of the Earth's surface area,

    惑星の気候を調整している

  • regulate the atmosphere of the whole planet.

    私たちの海でさえ 失われてしまうのです

  • But worst of all,

    でも 最悪なのは

  • there would be no iced tea.

    アイスティーが楽しめなくなってしまうことです

  • Mmmmm, iced tea.

    うーん アイスティー

Water is the liquid of life.

水は生命に不可欠な液体です

字幕と単語

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B1 中級 日本語 TED-Ed 分子 水素 結合 原子 ティー

TED-ED】氷はなぜ水中に浮くのか?- ジョージ・ザイダンとチャールズ・モートン (【TED-Ed】Why does ice float in water? - George Zaidan and Charles Morton)

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    Halu Hsieh に公開 2021 年 01 月 14 日
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