水は、冷やされると温度が下がります。
ふつうの水は、0 ℃（れいど）くらいまで冷えると、少しずつ氷に変わり始めます。
水から氷へ変わるとき、何が起きているのでしょう。
今日の「なぜ？」
水は、どうして冷やすと氷になるのでしょう？
そして、水と氷には、どんなちがいがあるのでしょう。
まず考えてみよう
水をどんどん冷やしたときのようすを、予想してみましょう。
- 水の温度は、どうなるでしょう。
- 水は、何 ℃くらいから氷に変わるでしょう。
- 水が氷になると、大きさはどうなるでしょう。
正しい答えをすぐに当てることよりも、「なぜそう思ったか」を言葉にすることが大切です。
水は、冷やされるとどうなる？
1. まず、温度が下がる
水から熱が外へうつると、水の温度は下がります。
「冷やす」とは、水がもっている熱を、まわりへうつしていくことです。
2. 0 ℃くらいで、氷に変わり始める
ふつうの水は、0 ℃くらいまで冷えると、氷に変わり始めます。
水をつくっている小さなつぶは、氷になると、きまりのあるならび方をします。
このように、水から氷へすがたが変わることを、状態変化といいます。
水は流れて、入れ物に合わせて形を変えます。氷は、つかんでも形をたもちます。
水のように流れるすがたを液体、氷のように形をたもつすがたを固体といいます。
3. 水が氷になると、少し広がる
同じ水でも、氷になると、水だったときより少し広い場所を使います。
つまり、水が氷になると、体積がふえます。
氷が水にうかぶことも、この性質と関係しています。
気をつけよう 水をいっぱいに入れた入れ物を、そのまま冷とう庫でこおらせると、入れ物がこわれたり、形が変わったりすることがあります。家でたしかめるときは、かならずおうちの人と行いましょう。ガラスの入れ物は使いません。
0 ℃になれば、すぐに全部が氷になるの？
いいえ。0 ℃になった水が、一度に全部、氷へ変わるわけではありません。
水の中にまざっているものや、入れ物、冷やし方などによっても、こおり始めるようすは変わります。
そのため、「ふつうの水は0 ℃くらいでこおり始める」とおぼえましょう。
ほんもののスケートリンクでは、どうなっている？
大きなスケートリンクも、水を冷やして氷にしています。
多くのスケートリンクでは、氷の下にある配管へ、とても冷たい液体を流します。
その液体が、氷や水から熱を運び出します。
冷えたゆかの上へ水をまくと、水は少しずつこおります。これをくり返して、すべるための氷を作ります。
氷ができた後も、空気、人、光などから熱が入ってきます。そのため、リンクは温度を見ながら、氷を冷やしつづけます。
施設によってちがいます 氷の下の作りや、使っている機械は、スケートリンクによってちがいます。ここでは、よく使われている作り方を、かんたんにしょうかいしています。
やってみよう：温度と水のようすを記録しよう
学校で実験するときは、先生の説明を聞き、教科書に書かれた方法と安全のきまりを守りましょう。
水を冷やしながら、温度と水のようすを記録します。
| 時間 | 温度 | 水のようす | 気づいたこと・絵 |
|---|---|---|---|
| はじめ | ℃ | ||
| 分後 | ℃ | ||
| 分後 | ℃ | ||
| 分後 | ℃ |
記録したら、次のことを考えましょう。
- 氷が見え始めたのは、何 ℃くらいでしたか。
- 氷ができている間、温度はどのように変わりましたか。
- 予想と同じだったこと、ちがったことは何ですか。
冷やすためのものや、温度計をむやみにさわってはいけません。スケートリンクの機械や配管も、見学先の人が「いいですよ」と言うまで、近づいたり、さわったりしません。
まとめ
- 水は、冷やされると温度が下がります。
- ふつうの水は、0 ℃くらいで液体から固体の氷へ変わり始めます。
- 水が氷になると、体積がふえます。
- スケートリンクは、氷の下から熱を運び出し、氷をたもっています。
今日の「なぜ？」を、自分の言葉で説明してみましょう。
水は、どうして冷やすと氷になるのでしょう？
先生・おうちの方へ
この教材は、小学校第4学年理科「金属、水、空気と温度」のうち、水の状態変化と直接対応しています。
お休みの日、おうちの人と近くのスケートリンクへ行ってみよう！
ほんもののスケートリンクでは、どんな音や形が見つかるでしょう。
行く前に、おうちの人と、スケートリンクのホームページや、利用のきまりをたしかめましょう。
もし「今日はどうして来たの？」と聞かれたら、「スケートリンクのことを学校で学んだから、見に来ました」と話してみてもいいですね。
ふつうに遊びに行くときは、施設の人へ説明をお願いしたり、入ってはいけない場所へ入ったりしません。学校のみんなで見学したり、話を聞いたり、写真をとったりしたいときは、先生や学校の人から、かならず先に施設へそうだんしてください。
出典・先生向け確認資料
- 小学校学習指導要領（平成29年告示）解説 理科編｜文部科学省
- Ice Rink Guide｜International Ice Hockey Federation
- Ice Rinks｜ASHRAE Handbook
- Water Density｜U.S. Geological Survey
最終確認日：2026年8月8日 発行：テラフォーマーフロストワークス 出典：テラフォーマーフロストワークス 教材・データの利用について