電池は外から見ただけでは残量がわかりにくく、古いものと新品の見分けがつかなくなってしまうこともしばしば。そんなときに一発で見分ける方法があったら便利ですよね。よく巷で言われるのが「電池を数センチの高さから落として、跳ねたら使用済み、跳ねなかったら新品」という見分け方。確かにこれだけで判別できたら便利ですが、はたしてこれは本当なのでしょうか？ 今回の「SciShow」では、新品の電池と使用済みの電池を地面に落としたとき、内部ではなにが起こっているのかについて、科学的に解説します。
- シリーズ
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SciShow 2016年10月29日のログ
- スピーカー
- Olivia Gordon（オリビア・ゴードン） 氏
電池を落として新品かどうか見分けられる？
オリビア・ゴードン氏 引き出しの奥から電池がたくさん出てきて、どれがまだ使えるかわからないから全部捨てちゃった……という経験はありませんか？
そんな時は、「電池を落としてみて跳ねたら使えない、跳ねなかったら使える」という見分け方があると聞いたことがないでしょうか。それはまったくの嘘ではないのですが、確実に役立つかどうかは微妙です。
そもそも家庭用の電池は、少しでも使ったことがあれば、多少なりとも跳ねます。そのため、跳ねたからといっても、新品ではないことがわかるだけで、まったく使えないわけではありません。
こうしたことは、電池に含まれている物質と関係があります。
新品の電池の内部構造を見てみると、通常は外側部分が亜鉛でできています。
亜鉛の内部では、隣り合っている亜鉛原子同士が絶えず動き続けています。その影響で、新品の電池を床に落とせば、ドンッという音がするのです。
そして、落下の運動エネルギーは亜鉛原子が動き回る際に発生するわずかな熱エネルギーに変換されます。
一方で電池が跳ねる場合は、この運動エネルギーが亜鉛分子に伝わって、一瞬だけ保持した後にバネのように解放しています。
つまり、新品の電池は亜鉛「原子」で覆われていて、亜鉛「分子」の結合にはなっていないのです。
電池を落としたとき、内部でなにが起こっている？
一方で、電池を機械に入れて電源を入れると、亜鉛の酸化反応が始まって、話が変わってきます。
酸化反応では2つの重要なことが起こります。
1つ目は、放出された電子が回路を回って電流を発生させます。
2つ目は、亜鉛が酸素と結合すると、酸化亜鉛分子に変わります。
使い切った電池の内部では、酸化亜鉛分子の結合が運動エネルギーを、まるでトランポリンのように一瞬吸収した後に放出します。
実際、よく弾むようにと酸化亜鉛が使われているゴルフボールもあるほどです。
電池を使えば使うほど酸化亜鉛が作られるので、保持できる運動エネルギーの量を表す「反発係数」の値も高くなっていきます。それで、使った電池を落とせば跳ねる、というわけです。
しかし、引き出しから出てきた電池を見分けるためには、この落下テストの話だけではまだ不十分です。
電池内の亜鉛の酸化は端から始まって、次第に全体に広がっていきます。電池を落とすと、運動エネルギーは地面に近い部分の分子に伝わります。
もし外装の亜鉛全体が酸化していれば、一番跳ねにくくなって、電池はそれ以上に酸化しない状態だということがわかります。
まぁ結論を言ってしまえば、落下テストでは確実なことはわからないということです。
インターネットの情報をなんでも鵜呑みにするのはやめましょう（笑）