およそ-273℃でエネルギーがゼロ、つまり分子も原子も動けない状態になり、これ以下はあり得ないため「絶対零度(れいど)」と呼ばれているのです。

絶対零度になると、なにが起きるのでしょうか？　おもしろいことに、気体は「理論上」なくなってしまうのです。

気体を暖めると体積が増え、逆に冷やせば縮んでしまうのは、運動エネルギーによって動き回っている証拠で、圧力が一定なら、理想的な気体の体積は「絶対温度に比例」する式であらわされます。つまり温度が0なら体積もゼロ、絶対零度では気体はなくなってしまい、再び暖めてももとには戻らず「理論上」消えてしまうことになるのです。

■「氷」は、おきて破りの逆膨張？

氷はなぜ水に浮かぶのでしょうか？　冷やせば縮まり密度が高くなって、みかけ上「重く」なるので沈んで当然。お風呂の底のほうがぬるいのも温度が低いからですが、氷は約10%も体積が増えるため、水に浮かんでいるのです。

この理由は水分子の構造にあり、H2Oすなわち2つの水素と1つの酸素がV字型に結びついているためで、冷やされて互いに近づいても収まりが悪く、液体のときよりも「すきま」が増えてしまうからです。つまり、水は温めても冷やしても「膨らむ」変わった物質なのです。

水の体積がいちばん小さいのは4℃のときで、見かけ上もっとも「重い」状態になっています。もし1℃の水と混ぜたら、温度の高い4℃の水が下になるので、液面が熱いお風呂とは逆の現象が起きてしまいます。ふだんなにげなく使っている水も、かなりフシギな物質といえるのです。

■まとめ

　・およそ-273℃になると運動エネルギーがゼロになるため「絶対零度」と呼ばれる

　・絶対零度になると、理論上「気体はなくなって」しまう

　・水は4℃のときがもっとも小さく、これ以上でもこれ以下でも体積が増える

(関口　寿/ガリレオワークス)