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ガラスが割れる理由ってなに? 温度差は関係あるの?

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私は家で食器を洗っている時に突然グラスが割れたことがあります。グラスが割れてびっくりしたのですがその時、学生時代のことを思い出しました。

理科の実験で試験管を使い、そして授業が終わって洗っている時に同じクラスの男子が割ってしまいました。



先生が近づいてくると、「熱してすぐに洗ったからだね」と言って片付けていたのです。男子は怪我はありませんでしたが、割れたのを見た友達は驚いていました。先生は、温度差があると割れてしまうと教えてくれました。

私は不思議だなと思ってガラスが割れる理由や温度差について調べてみることにしました。


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ガラスが割れた?

ガラスを急に冷やすと割れてしまいますよね。例えば熱湯に入っていたコップを冬の時期に水で洗うと割れてしまうのです。他には、理科の実験で使う試験官をガスバーナーで熱してその後に水で洗った時に割れたという人もいます。

この2つに共通するのは、熱くなったガラスを急に冷たい水で冷やすと割れてしまったということです。

プラスチックや鉄を急に冷やしても何も変化が見られないのにガラスだと割れてしまいます。それは一体なぜなのでしょうか。

ガラスを急に冷やすと割れるのはなぜ?



ガラスを急に冷やすと割れてしまうのは、温度差によって伸縮することにガラスが耐え切らないからです。熱すると体積が大きくなり、冷やすと体積が小さくなります。

見た目だけでは体積が変化したことは気が付きませんが、全ての物質にこのような性質がある事は知っていますか。ガラスも熱すると体積が大きくなります。

そして大きくなろうとする力が加わっているところが急に冷やされると小さくなろうという力が働くのです。

熱されて大きくなろうとしている力に対し、冷やされて小さくなろうとする力が加わリ、その差が大きいとガラスが耐えることが難しいので割れてしまいます。温度差が大きいと力の大きさも大きくなり割れやすくなるのです。

割れるのはガラスだけ?



熱されたプラスチック製の物やステンレス製のコップの時は水で洗っても割れないのに、ガラスのコップは割れますよね。それは、ガラスの特徴によるものが原因となっています。

ガラスは熱に耐える力がないので割れやすくなっているのです。他には、ガラスは熱が伝わる速さがとても遅いと言われています。

それに比べて鉄などは熱が伝わる速さが早く、ガラスが熱が伝わりにくいため、全体が冷える前に耐えられずに割れてしまうのです。

金属やプラスチック製は、温度差による膨張の差によって対応でき、粘りもあるので割れにくいと言われています。

割れないようにするために



ガラスの割れやすさは、温度差によって伸縮するのですが、ガラスが耐え切らないことが理由だということがわかりました。温度差があると、急に冷やしたり、熱したりしても割れてしまうのです。

割れないようにするためにどのようなことをすればいいのでしょうか。

対策方法はないと言われています。その理由は、ガラスの強度や温度差、気温などが挙げられますが、はっきりとはわかりません。

まれに温度差によって割れることがあるのでそれを理解した上で注意しましょう。

ガラスが熱割れしたした時の対策

窓ガラスが突然割れた時は、割れたガラスを全て片付けていきましょう。軍手やスリッパなどをつけて先に大きな破片などをとって、後からちりとりを使って細かいガラスを片付けてください。

お子さんがいる人は間違って踏んでしまうかもしれないので気をつけましょう。割れたガラスは、直ぐに交換した方がいいですが、取り付けてしまうと熱割れが起きてしまうので注意が必要です。

ガラスを交換する場合は、熱に強い耐熱強化ガラスがおすすめです。このガラスは、薄くて軽くて扱いやすく割れにくかったり、割れてもガラスが飛び散らないと言われています。

まとめ

私もグラスを洗っている時に突然割れるということがあったので驚きました。ガラスは温度差によって割れるのですね。冷やしたり、温めたりしても温度差があったら割れてしまいます。

ガラスは壊れやすいので落としたりしたらすぐに破れてしまうので慎重に使っているのですが、温度差によっても割れてしまうならもっと気をつけなければなりませんね。

温めたり冷やしたりしたらすぐに洗わないで少し置いてから洗うようにしようと思います。


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