氷点下でも湖の水が凍らない訳

　普通の物質は、固体のときが一番密度が大きくて、液体になると密度が小さくなる。また同じ液体の状態でも、温度が低いほど重く（密度が大きく）、温度が高いほど軽く（密度が小さく）なる。しかし、水だけは例外である。水が冷えて固体の氷になると、液体の水より軽くなって水に浮く。また液体でも、0℃の水より4℃の水の方が重い。固体・液体・気体を通して、4℃の水が最も重い 。
　もし 仮に 水が、温度が下がるほど重くなるとしたらどうなるか。その場合、氷点下の気温がしばらく続けば、湖は底まで凍りつくことになる。水の表面の温度が下がれば、表面の水は下に沈み、下の方の水が上にあがって、やがて水全体が0℃になる。続いて表面が凍って、氷が沈み、水が上にあがる。つまり、湖は底から凍り始め、やがて湖全体が凍りつく。
　でも 実際 には、こうはならない。水の表面温度が4℃に下がるまでは、表面で冷やされた水は下に沈む。けれども、表面が4℃を下回った時点で、表面で冷やされた水は下に沈まなくなる。4℃の水の方が重いから。やがて表面温度が0℃を下回って凍りついても、氷は水に沈まない。氷は水より軽いから。やがて表面が氷に覆われると、湖は蓋をされたようになる。
　また、水は他の物質と比べて、比熱と凝固熱が大きい。すなわち、冷えにくくて、凍りにくい。だから氷の蓋ができると、氷の下はますます冷えにくくなる。そして、湖の底の方の水温は4℃に保たれる。だから、お魚が生きていける。氷に穴を開ければ、釣りができる。真冬の北極海でも、氷の下は比較的暖かい。氷の上に比べれば、水の中はぬくぬく。

　今日の話は、水の融点（0℃）付近の話でした。水の沸点（100℃）付近の話は、こちら（→ http://blogs.yahoo.co.jp/ccomori/56679642.html）をどうぞ。

「気温が氷点下のところにある湖の、氷の下の水は凍らない」
正しく言うと、こうなりますね。
これから修正します。 ありがとうございます。

[綾波シンジ]

この手の、週刊誌的な「興味を惹き付けるタイトル」は、確かに読み手の興味を引くでしょうが、読んでみると、その落差が大きくてがっかりします。
タイトルから、過冷却だとか、凝固点低下の話かと思ったら、全然違ってた……

他の物質と同じように 「水も温度が下がれば重くなる」 なら、湖のお魚はみんな冷凍になっちゃうわけでしょ。 そうならないのは 「4℃の水が最も重い」 の１点に因るんですね。
それってなかなか 「すごい！」 ことだと、ボクは思ったんです。

[綾波シンジ]

その中身自体は、おもしろい記事だとして、タイトルだと、湖水が０℃以下で（何らかの理由で凍らない）となってしまいます。

冬でも湖が全凍結しない訳

あたりなら、まだ妥当なのですが。

つまり、看板と中身の整合性が気になるということです。

たとえば、「地球温暖化の謎を全て解き明かした」なんていうタイトルで、中身が熱塩循環の話だけだったら、読者は怒るでしょ？

[Kiyo]

納得です。ありがとうございます😊