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物理 高校生

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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物理 高校生

物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いた箇所なのですが、 これはなぜ質量と体積の比が成り立つのですか?

NA, 分子1個の買里 x? 発展例題24 ボイル・シャルルの法則 発展問題 297 口の開いたフラスコが 気温 〔℃〕, 圧力か [Pa] の大気中に放置されている。このフ ラスコをt〔℃〕までゆっくり温めた。 次の各問に答えよ。 (1) このとき, フラスコ内の空気の圧力はいくらか。 (2)温度がt〔℃〕 から [℃] になるまでに、フラスユの外へ逃げた空気の質量は、はじ めにフラスコ内にあった空気の質量の何倍か。 指針 一定質量の気体では,圧力』,体積 DV V, 温度 T の間に, =一定の関係 (ボイル・ T シャルルの法則)が成り立つ。 フラスコの外へ逃 げた空気も含めて, この法則を用いて式を立てる。 解説 (1) フラスコは口が開いており, 大気に通じているので, フラスコ内の空気の圧 力は大気圧に等しい。 したがって [Pa (2) フラスコの容積をV[m²] とし, 温める前の t〔°C〕, p 〔P〕,V[m²] のフラスコ内の空気が、 温めた後, t〔℃〕 〔P V'〔²〕になったと する。 ボイル・シャルルの法則の式を立てる と, DIV 273+t₁ P₁V' 273 + t2 273 + t2 これから, V' =VX 273+t₁ フラスコの外に逃げた空気の体積 ⊿V は、 t₂-t₁ AV=V'-V=Vx 273+t₁ 温める前にフラスコ内にあった空気の質量を m,外に逃げた空気の質量を⊿m とすると、 4m AV が成り立ち。 m = 4m m VX VX t₂-t₁ 273+t₁ 273 + t2 273+t₁ = t₂-t₁ 273+t₂ 297. 倍 容積 の大 に、 (1) (2) 298

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