小５理科(上)
ぼうちょう

第2回

2024/02/07 改訂

空気や水の温度による変化 要点チェック１

しゅうしゅく空気の膨 張 と 収 縮
きたい

えきたい

こたいくら

気体は、液体や固体に比べて温度による変化が大きくなります。温度が１℃上がると、0℃のときの(1…分数で)たいせききたい

ひときたいずつ体積が増え、１℃下がると(1)ずつ減っていきます。これが気体の特長の一つで、どんな気体にもあてはまります。そのため、0℃で 546 ㎤の空気の温度を 27℃にすると、その体積は(2)㎤になります。
あたた

また、同じ空気が 27℃で 1200 ㎤のとき、(3)℃に 暖 めると、空気全体の体積が 27℃のときの 1.2 倍になります。
ぼうちょう

しゅうしゅく空気の膨 張 と 収 縮 の利用
だま

もと①へこんだピンポン球をお湯につけてあたためると、元のはず形にもどってよく弾むようになります。
から②空のペットボトルの口に水でぬらした百円玉をのせて、両手でボトルをあたためると、百円玉が「ゴト、ゴト」と動き出します。このとき、百円玉を水でぬらすのは、あたためられたペットボトルの中の(4)が、百円玉とのにすきまから逃げないようにするためです。
ぼうちょう

しゅうしゅく水の膨 張 と 収 縮

水も温度が上がると、
たいせき

ぼうちょう

体積が膨 張 し、温度がしゅうしゅく

下がると 収 縮 します。
わりあい

きたい

しかし、その割合は気体
くらと比べてかなり小さいため、
め

だ

ぼうちょう

いっしゅん

あまり目立たちません。また、フラスコに水を入れて膨 張 を調べる実験では、あたたまりはじめの面が一 瞬
ぼうちょう

たいせき

めだ

下がりますが、これは(5)の膨 張 によるためです。それほど水の温度による体積の変化は目立たないのです。
たいせき

水の温度変化と体積
たいせき

ふくざつ

えきたい

水の体積の変化は複雑で、水以外の液体ではこのような変化はしません。
たいせき①水は(6)℃のときが一番体積が小さく、温度がそれ以上下がってもたいせき上がってもその体積は増えていきます。
たいせき

たいせき

②4℃の水１g の体積は 1.0000 ㎤です。そのため、同じ体積の水の重さは、4℃のときが一番(7…重くか軽くで)なります。
こお

そこ

気温が 0℃よりも下がり、池の水の表面が凍っても池の底は 4℃の水のまま
そこ

こおのため、底にいる魚が凍ることはありません。

1小５理科(上)

第2回

えきたい

ぼうちょう

空気や水の温度による変化 要点チェック 22024/02/07 改訂

しゅうしゅく水以外の液体の膨 張 と 収 縮
えきたい

わりあい

すいぎん

えきたい

水以外の液体は温度によって一定の割合で変化します。そのため、水銀やアルコールなどの液体が温度計などにすいぎん利用されています。このとき、アルコールは水の約 5 倍、水銀は約 0.9 倍の変化をします。
こおり水のすがたの変化

氷 をあたためたときの温度変化のグラフ

こおり こ た い

えきたい

すいじょうき き た い

水は温度によって、 氷 (固体)･水(液体)･水蒸気(気体)と変化します。
こおり

水と 氷

①水がこおるときの温度と水がとけるときの温度
こおり

こおり

水は(8)℃のときに 氷 になったり、 氷 が水になったりします。
すべ

グラフの 0～2 分の間は全てが(9…氷か水か水蒸気で)の状態です。
くわこのとき、加えた熱は(9)の温度を上げるために使われています。
こおり②水が 氷 になるときの変化
こおり

たいせき

たいせき

水が 氷 になると、その体積は４℃の水のときよりもおよそ(10…分数で)だけ体積がはか

こおりたいせき増えます。くわしく量ると、1 ㎤の水が 氷 になると 1.09 ㎤の体積になることがはれつ分かっています。冬場に水道管が破裂することがあるのはこれが原因です。
こおり

しょくえん

こおり

こおり

また、 氷 を作るときに食 塩 を 氷 に加えると、 氷 の温度をさらに下げることがしょくえん

こおり

しょくえん

わりあいできます。このときの食 塩 を(11)といい、 氷 と食 塩 を重さで 3：1 くらいの割合まで混ぜると－20℃まで温度を下げることができます。
こおり

ますべ

グラフの 2～10 分の間は 氷 と水が混ざった状態です。氷が全て水になるまで(8)℃のままで、温度は上がりませくわこおりん。加えられている熱はすべて 氷 を溶かすのに使われています。
すべ

くわ10～20 分の間は全てが(12…氷か水か水蒸気で)になった状態です。加えられている熱は(12)の温度を上げるのに使くわわれています。20～74 分の間は水が(13…氷か水か水蒸気で)に変化している状態です。加えられている熱はすべて水を(13)に変化させるのに使われています。

―水の特別な性質―
えきたい

液体のとき

固体になったとき

こたい

ろうそくのロウは、液体から固体に変化したときに中央がへこんでいます。
たいせき

へえきたい

こたい

体積が減ったためです。このように、多くのものは液体から固体に変化
たいせき

すると体積が(14…増えるか減るで)のですが、水だけはこの反対の変化をします。

2小５理科(上)第2回

空気や水の温度による変化 要点チェック 3

2024/02/07 改訂

すいじょうき水と水蒸気
すいじょうき

じょうはつ

ふっとう

水が水蒸気に変化するときには、蒸 発 と沸騰の 2 つの変化があります。
じょうはつ①水の蒸 発すいじょうきじょうはつ

水がその表面から水蒸気になって出ていくことを蒸 発 といい、ふつうは温度が高くなるほどそのはたらきがゆげさかんになります。しかし、寒い日の朝に湖の表面から湯気のようなものが出ていることから、水は温度が低くじょうはつても蒸 発 することが分かっています。
ふっとう

②水の沸騰
わた

水の温度が 100℃に近づくと、水の表面だけではなく内部からもさかんに大きなあわが出てきて、水が沸き立つ
ふっとう

ふっとうようになります。これを沸騰といい、沸騰している間の水温は 100℃のままで変わりません。
ふってん ふっとう

きあつ③水の沸点(沸騰する時の温度)と気圧(空気の重さ)
ふってん

きあつ

きあつ

ふってん

きあつ

水の沸点は気圧と関係があり、気圧が高くなるほど沸点が上がり、気圧が低くなるとその反対になります。
きあつ

ふってん

富士山(3776m)などの高い山では気圧が下がり、沸点が約(15…87・77・67 から選ぶ)℃くらいになってしまいます。
こうほう

世界一の高峰のエベレスト山(8848m)では約(16…80・70・60 から選ぶ)℃です。
しん くう

きあつ

また、コップに入れた水のまわりを真空にすると、気圧がなくなるため、
ふっとう

じょうはつ

じょうはつ

コップの中の水はまるで沸騰しているように蒸 発 していきます。このとき、蒸 発 するために熱を使うため、残った水はすべて氷になってしまいます。
すいじょうきたいせき④水蒸気になるときの体積の変化
すいじょうきたいせき

水は水蒸気になるとその体積はおよそ(17…100 の位までのおよその数で)じょう き

き かん倍に増えます。このときに出る大きな力を利用したのが 蒸 気機関です。
図で目に見えない部分にあるのが(18)で、白く見えるものは(18)がひきたい

冷やされて水にもどった(19)です。(18)は気体のため、目に見えないのです。

物体の３つのすがた
こおり

たいせき

①(20)… 氷 のように形と体積が決まっているものを(20)といいます。
さとう

しょくえん

石・木・鉄・砂糖・食 塩 の結晶などのことです。
たいせき②(21)…水のように体積は決まっているが、入れ物によって形が変化する
すいぎん

せきゆ

えんさん

ものを(21)といいます。アルコール・水銀・石油・塩酸などのことです。
すいじょうきたいせき③(22)…水蒸気のように一定の体積や形をもたず、入れ物全体に広がるに さんか たんそ

さんそ

すいそ

ものを(22)といいます。空気・二酸化炭素・酸素・水素などのことです。
ふっとう

ちなみに、海水は約－1.9℃で固体になり、約 103.7℃で沸騰します。

3小５理科(上)第2回

空気や水の温度による変化 要点チェック 42024/02/07 改訂

しつ がい きエアコンは、室内機と室外機がセットになっていて、その 2 つのれいばい

き間を冷媒というガスが行き来しています。
れいばい

き

か

そして、冷媒は部屋の熱をうばうと気化して気体になります。
れいばい

しつがいき気体になった冷媒は、室外機で熱を逃がしてまた液体にもどります。
これをくり返して部屋の温度を下げているのです。

資料

じょうおん

これらの変化は、すべてその物体がうけとった熱エネルギーによっておきています。そのため、常 温 (20℃前後の気温のとき)では固体の鉄も、高温で液体になり、やがて気体になっていきます。資料からは食塩も(23)℃あたりから気体になることが分かります。
きんぞくぼうちょう

しゅうしゅく金属の膨 張 と 収 縮ぼうちょう

しゅうしゅく

①温度変化と膨 張 ・ 収 縮
きんぞく

ぼうちょう

金属の膨 張 はとても小さいので、温度による変化が分かりやすくなる
きんぞく ぼうように、金属棒の下に針を置いてその針の回転で調べます。
そうち

このとき、装置のストローの先はのびる方向の矢印と反対の向きに動くことになります。
きんぞく

ぼうちょう

②金属の種類と膨 張

どうぼうちょう実験器で銅・鉄・アルミニウムの膨 張 をくらべると、(24…ア. 銅→アルミニウ
ム→鉄

イ. 鉄→アルミニウム→銅

ウ. アルミニウム→銅→鉄

大きくなっていることが分かります。
あ どう てのびはア銅鉄で覚える
1km あたりののびを表した表を見ると、温度を 10℃上げると、10km の長さのアルミニウムが(25)cm ものびることが分かります。

から記号で選ぶ )の順に
ぼう

１km の棒 を 10℃上げたらアルミニウム
しんちゅう
銅
金鉄

23.1cm19.1 ㎝
16.8 ㎝
14.0 ㎝
12.0 ㎝4小５理科(上)第2回

空気や水の温度による変化 要点チェック 5

2023/02/10 改訂

このことから、電線のたるみは夏に大きくなること、ぼうちょう

電車のレールは膨 張 を計算して、すきまをとってつうかあるため、つなぎ目を通過するたびにガタンゴトンと音が出ることが分かります。
きんぞく

ぼうちょうりつさらに、金属の膨 張 率 のちがいを利用したものに、右のような(26…カタカナ )があり、自動温度調節器(サーモスタット)などに利用されています。
きぐぼうちょうりつ

この器具は、膨 張 率 の(27…大きいか小さい)方の先に回路にスイッチをつけることで、温度ふせの上がりすぎを防ぐようになっています。

きんぞく

このように、金属の体積も温度によって、大きくなったり小さくなったりします。
あな

きんぞくきゅうきんぞくきゅうきんぞくきゅう

Ａの穴を通る金 属 球 も、金 属 球 を熱するとその穴を通らなくなり、金 属 球 を通さなかったＢの穴では、(28…
きんぞくきゅうわ

Ｂか金属球で)を熱してやると、金 属 球 を通すようになります。また、金属でできた穴が広がるときは、内側の輪
わも外側の輪も(29…大きくか小さくで)なっていくことが分かっています。

確認１
100ｇの水の体積は 100 ㎤です。これがこおるとその体積はおよそ 1.1 倍になります。下の(1)･(2)にそれぞれ記号で答えなさい。
(1) 100 ㎤の氷の重さはおよそ何ｇになりますか。最も近いものを選びなさい。…(30)(ア)51ｇ(2)
す。

(イ)91ｇ(ウ)100ｇ(エ)110ｇ(1)から、氷のかたまりを水に入れるとどうなると考えられますか。ただし，水は十分に深いものとしま(ア)浮く

しず

(イ)沈む

…(31)

5小５理科(上)第2回

空気や水の温度による変化 要点チェック 62024/02/07 改訂

確認 2
水の体積は、実際には一定ではなく、温度によって変化します。
グラフは、100ｇの水の体積が 0℃から 8℃の間でわずかに変化する
しめようすを示しています。下の問いにそれぞれ記号で答えなさい。
(1)

グラフには、0℃から 8℃までしか示されていません。温度を 8℃よりも上げていくと、100ｇの水の体積はどのように変化しますか。…(32…下のア～エから選ぶ)
ぼう ちょうてき(ア)温度が高くなるにしたがって一定の割合で膨 張 するため、アルコールのように温度計に用いるのに適している｡
しゅうしゅくてき(イ)温度が高くなるにしたがって一定の割合で 収 縮 するため、アルコールのように温度計に用いるのに適している。
ぼうちょう(ウ)温度が高くなると膨 張 するが、その割合は一定ではない｡
しゅうしゅく(エ)温度が高くなると 収 縮 するが、その割合は一定ではない。

(2)

グラフから、次のようなことが分かります。あてはまるものをそれぞれア・イから選びなさい。
くら同じ 100ｇの重さの水を比べると，温度が 4℃のときに最も体積が(33…ア大きい イ小さい)。したがって、いろいろな温度の水を 100 ㎤ずつ用意して重さを比べると、４℃の水が最も(34…ア重い イ軽い)ことがわかる。

確認 3
秋から冬にかけて気温が下がってくると、湖や池では表面の水が冷やされます。下はこのことによって、水がこおり始めるまでの変化を順番にのべたものです。あてはまる文をそれぞれＡ～Ｃの記号で選び答えなさい。
①

初めは、水温が４℃よりも高い。

②(35)

③(36)

④②と③をくり返し、やがて全体の水温が 4℃にＡしず

表面の水は冷やされると軽くなり、沈まずにひそのままの位置でさらに冷やされていく。
ひＢ 冷やされた表面の水が重くなってしずみ、下のなる。

Ｃ水が上がってきて入れかわる。
上がってきた水が表面で冷やされ，重くなってふたたびしずんでいく。

⑤(37)

⑥

水がある温度(Ｘ℃)になると氷に変わり始める。Ｘ℃は何℃を表していますか。…(38)①～⑥のような変化がおこったときの湖や池の水のこおり方として正しい文を下から選び、記号で答えなさい。
(ア)表面からこおっていく。

そこ(イ)底からこおっていく。

(ウ)全体の水がいっせいにこおる。

…(39)

6