How Does It Work
塩と氷を使って、冷やした混合物の温度を通常の水の凝固点よりも下げました。 これを “凝固点降下 “と呼びます。 この非常に冷たい塩水を使って、他の水やソーダのサンプルを通常の凝固点以下に冷やし、どのサンプルが過冷却されるかを調べることができます。
水が凍るとき、水の分子は非常に整然と集まって結晶構造を形成します。 このため、氷になった水分子は、液体になった水分子よりもエネルギーが小さくなります。 つまり、液体の水から固体の水になるためには、分子は熱エネルギーを失わなければならないのです。 つまり、過冷却水を叩いたり開けたりして凍らせると、他の水も温められてしまうのです。 この加熱により、水の10〜20％しか凍らない可能性があり、ボトルの中に固体の塊ではなく、スラッシュができてしまうのです。
水を氷点まで冷やすと、水の中に氷の結晶ができ始めます。 雪の結晶と同じように、氷の結晶にも成長のための土台が必要で、水に含まれる微細な不純物やボトルの表面の凹凸を利用して成長します。 純度の高い水をゆっくりと冷やして過冷却水という液体にすると、また違った結果が得られます。 この過冷却の純水に不純物（例えば氷の結晶）を加えると、結晶化のスピードがさらに上がります。 水は瞬時に固まり、どこにもぬかるみができない状態になる。
炭酸水やソーダ水を過冷却する場合、他にも注意すべき点があります。 炭酸水を作るときには、水の中に大量の添加物（砂糖、着色料、香料など）や二酸化炭素（CO2）を投入します。 これらの添加物は溶質と呼ばれ、水などの液体（溶媒）に溶質を加えると、水の凝固点が下がります。 凝固点が下がることで、ソーダは普通の水よりもずっと冷たい温度にならないと凍らないのです。 炭酸飲料に含まれる炭酸ガスは、ボトルが密閉されている間だけ維持される。 ボトルを開けて「ヒューッ」とガスと泡が出てくると、水の中の溶質の濃度が一気に下がります。 凝固点が上昇し、溶質がなければソーダはすぐに凍ってしまいます。 もちろん、これらの泡は、氷の結晶が形成されるための場所でもあります。 試しに、過冷却されたソーダ水のボトルを開けずに叩いてみてください。 叩いた後に泡が発生し、おそらく凍結が起こるでしょう。