中学受験理科「空気や水の温度と体積」最も体積が大きくなるのは

ものの温度が変化すると、体積はどのように変化するのでしょうか。今回は空気や水の温度と体積について学習します。

「空気や水の温度と体積」基本問題

Ｑ：ものの温度と体積について、以下の各問いに答えよ。
（1）下図のＡ、Ｂ、Ｃは、丸底フラスコにそれぞれ違う量の水を入れ、これらを40℃の湯に入れたときのようすを表したものである。色水が上昇した長さがもっとも長いものはどれか。

（2）右の図は、ガラス管の途中まですべて水で満たした丸底フラスコを湯の中に入れたときのようすを表したものである。ガラス管の中の水面の位置はどのように変化するか。次の文の（　）に、「上がる」または「下がる」のどちらかを入れよ。

空気と水の体積はどのように変化するのでしょうか？
まずは、下の内容をマスターしましょう。

空気は、あたためられると膨張（ぼうちょう）して体積が増え、冷やされると収縮（しゅうしゅく）して体積が減ります。空気は温度が変わると体積が変化します。しかし、重さは体積が大きくなっても小さくなっても変わりません。

水も、あたためられると膨張（ぼうちょう）して体積が増え、冷やされると収縮（しゅうしゅく）して体積が減ります。このとき、重さは変化しません。

ちなみに、水は０℃～100℃の間なら、４℃のときがもっとも体積が小さくなることも覚えておきましょう。

空気と水を同じ温度だけあたためたり、冷やしたりした場合、体積が変化する割合は、空気の方が水よりも大きくなります。

ちなみに、空気に限らず気体の場合、どんな種類の気体であっても、どんな温度になっても、体積の変化する割合は同じになります。液体の場合は種類や温度によって、体積の変化する割合は異なります。

Ａ
（1）Ａ
水よりも空気の方が、あたためられたときの体積が増加する割合は大きくなります。空気がもっとも入っているＡが、一番体積が大きくなります。

（2）➀下がる　➁上がる
湯に入れた直後に、まずは丸底フラスコがあたためられ体積が大きくなります。その結果丸底フラスコに入る容積が大きくなるので、水面は一時下がります。そのあと、丸底フラスコ内の水があたためられ、水の体積が大きくなります。その結果水面の位置が上昇します。