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Physics Senior High

氷と水の密度と体積が同じだったら溶けても増えないのはどうしてですか。

問4 図4のように、容器に入った水に氷が浮いて静止している。 このとき、水面から 上に出ている部分の氷の体積はV水面より下の部分の氷の体積はV2である。 水の密 度をpo、氷の密度をp、重力加速度の大きさをgとする。 下の文章は、このときの氷に関する生徒A、Bの会話である。 生徒たちの説明が科 イに入れる式と語句の組 学的に正しい考察になるように、文章中の空欄 ア み合わせとして最も適当なものを、次の①~ ⑨ のうちから1つ選べ。 29 氷 V₁ 水と氷の体積の かんけい V₂ 0 容器 図4 A: 水と氷ではどちらの密度が大きいかな。 水の方がみう心が 大きい B: 普通の物質では液体が固体になると体積が減少するけれど、 水は例外だよ。 水が氷 になると体積が増えるので、 水と氷の密度の大小関係はp <poだね。 A:図4で氷が静止しているのは、氷にはたらく重力と浮力がつり合っているからだね。 ア と B:そうだよ。 この氷にはたらく浮力の大きさは、アルキメデスの原理より、 表せるね。この浮力と重力のつり合いから、 水と氷の密度の比を体積の比で表すこと ができるね。 A: なるほど。 ところで、この氷が解けたら水面は上昇するかな、 下降するかな。 B: それはね、 イんだ。実際にそのようになるか、氷がとけるのを待ってみよう。

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Science Junior High

なぜ、32.5ではなく、19.5を引くのですか?(4)

4 空気中の水蒸気に関する(1)~(4)の問いに答えなさい。(5点) 室内の気温が31℃の部屋で,くみ置きの水と温度計を金属容器に入れ、かき混ぜながら少しず つ氷水を加えていった。水温が22℃になったとき、金属容器の表面がくもり始めた。 表2は,気温と空気 1m² 中の飽和水蒸気量との 関係を示したものである。 また,図7は,気温が 15℃, 22℃, 31℃のときの,この部屋の空気1m のようすを表したモデルである。ただし,部屋の 空気の出入りは考えないものとする。 図7 31°C ●は,実際に存在する水蒸気量を表し,○は さらに含むことができる水蒸気量を表す。 15°C 22°C 表2 内 [記号の説明] 気温(℃) 15 22 27 31 空気中の飽和水蒸気量 (g) 13.0 19.5 26.0 32.5 Loom +6 3 ○と○の数の合計は, 飽和水蒸気量を表す。 (1)金属容器の表面がくもり始めたときの温度は何とよばれるか。その名称を書きなさい。 (2) この実験を行ったときの,その部屋の湿度は何%か。計算して答えなさい。 (3)室内の気温を31℃から下げて, 27℃になったときの空気1mのようすを表図8 すモデルを、図7にならい、と○を用いて図8にかきなさい。 6 (4) 室内の気温を15℃に下げたとき この部屋の空気100m²で何gの水蒸気が水 滴となるか。 計算して答えなさい。

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Science Junior High

金属コップの表面に水滴がつくのも同じ原理ということですか?

E験】 金属コップに室温と同じ温度の水を入れ, かき混ぜなが 少しずつ水を加えて水温を下げていき,金属コップの表面 くもり始めたときの水温を測定した。 図Ⅱ 乾球の 温度 [°C] 湿球の 温度 [°C] 440 図Ⅱは,実験を行表Ⅲ ったときの、部屋の乾球 乾球と湿球の温度の差 [℃] 乾球温度計と湿球 [C] 1.02.03.04.05.06.07.08.0 130 温度計のそれぞれ が示した温度であ 35 93 87 80 74 68 63 57 52 34 93 86 80 74 68 62 56 51 20 33 93 86 80 73 67 61 56 50 る。また,表Ⅲは, 32 93 86 79 73 66 61 55 49 表ⅣV 湿度表の一部であ 31 93 86 79 72 66 60 54 48 り表ⅣV は, それぞ 30 92 85 78 72 65 59 53 47 温度 飽和水蒸気温度飽和水蒸気温度飽和水蒸気 [[°C] [量[g/m°] [°C] 量 [g/m²] [°C] 量[g/m²]| これの温度における 29 92 85 78 71 64 58 52 46 11 28 92 85 77 70 64 57 51 45 12 飽和水蒸気量を示 27 92 84 77 70 63 56 50 43 13 したものである。 26 92 84 76 69 62 55 48 42 25 92 84 76 68 61 54 47 41 15 ) 実験を行ったと 24 91 83 75 68 60 53 46 39 16 きの部屋の湿度は 23 91 83 75 67 59 52 45 38 17 何%であったか, 求 22 91 82 74 66 58 50 43 36 18 21 91 82 73 65 57 49 42 34 19 123456789 10.0 21 18.4 31 32.1 10.7 22 19.4 32 33.8 11.4 23 20.6 33 35.7 12.1 24 21.8 34 37.6 12.8 25 23.1 35 39.6 13.6 26 24.4 36 41.7 14.5 27 25.8 37 43.9 15.4 28 27.2 38 46.2 16.3 29 28.8 39 48.6 めなさい。 20 91 81 73 64 56 48 40 32 20 17.3 30 30.4 40 51.1 5)実験で, 金属コップの表面がくもり始めたのは、 金属コップに接している部分の空気が冷やされたため, 空気中に含まれていた水蒸気が水滴となったからである。 このように空気が冷やされることで, 空気中に 含まれていた水蒸気が水滴となり始める温度は何と呼ばれているか、書きなさい。 【SさんとU先生の会話 2】 U先生: 表Ⅱにおけるデリーの12時のときの条件で実験を行ったとすると、 金属コップの表面がくもり 始めるのは,金属コップの中の水温を何℃まで下げたときだと考えられますか。 Sさん: ℃まで下げるとくもり始めると考えられます。 実験では, 金属コップに氷を入れました e デリーでは壺に氷を入れて冷やしているようすはありませんでした。 壺の表面がぬれてい たことと, 金属コップの表面に水滴がつくことは, 異なる現象のように思います。 U先生 : 実は, Sさんがデリーで見た素焼きの壺には小さな穴がたくさん空いており、中に入れた水が 少しずつしみだして,壺の表面がぬれているのです。 しみだした水はどうなるのでしょうか。 Sさん:あっそうか。 湿球温度計の示す温度が気温よりも低くなるのと同じように, しみだした水が蒸発 することによって壺の中の水が冷やされるのですね。 デリーでは水分を多くとり汗をかいていた ので、大阪の夏に比べ気温ほどには暑く感じなかったのだと思います。 はずですが, ① に入れるのに適している数を,小数点以下を切り捨てて整数で書きなさい。ただ (6)上の文中の e この問いでは、空気の温度が変化しても、空気の体積は変化しないものとする。 7 次のア~エのうち、素焼きの壺の中に入れた水の温度と気温との温度差が最も大きくなると考えられ る条件はどれか。 一つ選び、記号を○で囲みなさい。 ただし、最初に壺の中に入れる水の温度はそれぞれ 気温と同じであり、壺はそれぞれの気温と湿度の条件が一定に保たれた部屋に数時間置くものとする。 ア気温が30℃で湿度が75%のとき 気温が20℃で湿度が75%のとき イ 気温が30℃で湿度が50%のとき 気温が20℃で 湿度が50%のとき 5月のデリーでは大阪の夏に比べて気温ほどには暑く感じなかった理由 証の語を用いて書きなさい。

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