小学校 理科クイズ

5年[A物質・エネルギー]
目では見えないが,すべての物質のもと(粒子,原子・分子)


Q1

砂糖さとうみずにどれだけとけるの(5学年)

水と砂糖

水と砂糖

とける砂糖が,きらきら光っている

とける砂糖が,きらきらひかっている

砂糖さとう分子ぶんしは,みずの分子の10ばいおおきさです。角砂糖かくざとうをおでとかすと,ゆらゆらかがやいているのがわかります。

砂糖さとうは,みずにどれだけとけるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。ただし,水のりょうをコップの半分はんぶん(100g),水の温度おんどをおよそ50℃とします。

(イ) 水の量の半分の50gくらい。
(ロ) 水の量とおなじ100gくらい。
(ハ) 水の量の倍の200gくらい。


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正解

(ハ)


理由

  • (イ),(ロ) 食塩しょくえん場合ばあいは,28gほどです。砂糖の場合は,もっととけるので,コップの水にしおや砂糖がどれくらいとけるかためしてみましょう。
  • (ハ) 実験じっけんによると,砂糖は100gの水に,およそ50℃,100℃でそれぞれ200g,400gもとけることがたしかめられています。また,水の温度おんどが高くなるとよくとけるようになるのは,水をつくる小さいつぶ分子ぶんし)や砂糖の小さい粒(分子)の運動うんどう活発かっぱつになり,そのぶんだけよくとけることがわかっています。しかも,砂糖の分子は水の分子の10倍の大きさです。あつ紅茶こうちゃに砂糖がよくとけるのも,分子の運動でまるのです。

Q2

氷水こおりみずは0以下いかになるの(5学年)

氷水こおりみず温度おんどを,どうしたら0以下いかにすることができるでしょうか。
つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

氷水

(イ) 氷をふやす。
(ロ) 氷につめたい水をかける。
(ハ) 氷に食塩しょくえんをふりかける

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) こおりをふやすとみずはやえますが,氷水こおりみずは0以下いかにはがりません。
  • (ロ) やした水は0℃以下ではないので,氷水の温度おんどを下げることはできません。
  • (ハ) 水に氷をれると,水の温度が0℃まで下がります。それは,氷がとけるときねつをまわりから吸収きゅうしゅうするため,まわりの水の熱がうばわれて水の温度が下がるのです。もしも,氷がとけるはやさを速くすることができたら,水の温度を急冷きゅうれいさせて0℃以下にすることができるはずです。それができるのが,「食塩しょくえん」なのです。食塩は氷を速くとかす性質せいしつをもっているため,氷がとけるとき,まわりの水から熱をうばい,それまでの水の温度を0℃以下に下げるのです。したがって,食塩を氷にふりかけると,まわりの水は急冷してマイナス20℃ぐらいまで下げることができるのです。
豆辞典豆事典まめじてんみず三態さんたい変化へんかねつ
水をやすと0℃で氷になり,水をわかすと100℃で水蒸気すいじょうきになります。これを熱の移動いどうかんがえると,水は氷になるときはまわりに熱を放出ほうしゅつし,水蒸気すいじょうきになるときはまわりから熱を吸収きゅうしゅうします。そのぎゃくに,氷が水になるにはまわりから熱を吸収し,水蒸気が水になるときにはまわりに熱を放出します。

Q3

ドライアイスをみずれるとしろいけむりがるのはなぜ (4学年)

ドライアイスをみずれるとしろいけむりがるのはなぜでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

ドライアイスに水をかけた状態

(イ) ドライアイスが水をふっとうさせて湯気ゆげをつくった。
(ロ) ドライアイスがあたためられて気体きたいが出てきた。
(ハ) ドライアイスが空気中くうきちゅう水蒸気すいじょうきやして水滴すいてきをつくった。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) ドライアイスは、冷たいので水をふっとうさせることはできない。
  • (ロ) 出てきたものは二酸化炭素にさんかたんそ気体きたいなので、たとえば、水蒸気すいじょうきが気体のためえないように、この場合も目に見えるものは二酸化炭素とはいえない。
  • (ハ) ドライアイスは、二酸化炭素の固体こたいです。水の中に入れるとはげしくあわってとけ出してきます。とけ出したあわは、ドライアイスからの透明とうめいな気体(二酸化炭素)とまわりの水がこおったこおりのつぶです。あわが水面すいめんがってくると白いけむりになっていることがわかります。やかんの水をふっとうさせると,やかんのくちのところは透明(水蒸気)ですが、すこしはなれたところから湯気ゆげ(水)が見られるように、ドライアイスの場合も、気体は目で見ることができないのですが、二酸化炭素の気体が水面上の水蒸気をやして水滴すいてきになったものが白いけむりとして見えるのです。 動画(動画)ドライアイスに水をかける
豆辞典豆事典まめじてん【ドライアイスの言葉ことば意味いみは? 】
ふつう、物体ぶったいの温度による姿すがた変化へんか固体こたいから液体えきたいになって、それから気体きたいになるのですが、ドライアイスが気体になるときには、いったん液体にならないで、直接ちょくせつ、固体から気体になるため、「ドライ」(かわいた)「アイス」(氷)」とばれています。このように固体から液体にならないで、直接気体になることを昇華しょうかといいます。また、ぎゃくに気体から直接固体になる(たとえば、水蒸気からこおりになるように)ことも昇華といいます

矢印 氷水こおりみずは0以下いかになるの(5学年)
矢印 ゆきてんからの手紙てがみといわれているけど(5学年)

Q4

とうはみずにとけるとなぜ透明とうめいになるの(5学年)

とうがみずにとけると,なぜ透明とうめいになるのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

砂とうと水の写真

(イ) 砂とうはとけるとなくなってしまうから。
(ロ) 砂とうはえないくらいちいさくなってしまうから。
(ハ) ひかりたりかたによってはキラキラかがやくので透明のように見えるだけ。

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正解

(ロ)


理由

  • (イ) 透明とうめいとうみずねっして蒸発じょうはつさせると,とけていたもとの砂とうがてくるので,砂とうはとけてもえないだけで,くなってしまったわけではありません。
  • (ロ) 砂とうは,水のなかにとけるとに見えなくなるほど小さいつぶになります。水にとけた砂とうのつぶは,小さすぎてひかりててもかげさえもできません。また,実験じっけんやコーヒーをろするときに使つかう「ろ」さえもとおしてしまうほど小さいのです。
    砂とうと水に入れる実験の写真
  • (ハ) 砂とうのつぶ(結晶けっしょう)は食塩しょくえんなどにくらべるとおおきいので,全部ぜんぶとけるまでに時間じかんがかかり,光を反射はんしゃするのでキラキラかがやくのです。しばらく放置ほうちしておくと,キラキラかがやくこともなく,透明とうめいになります。

矢印 砂糖さとうは水みずにどれだけとけるの(5学年)
矢印 みずがふっとうすると水中すいちゅうからあわがたくさんてくるのはどうして(4学年)

Q5

さむあさなどにまどガラスがくもるのはなぜ (4学年)

ふゆの寒いに,部屋へやあたたかいとまどガラスがくもるのはなぜでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

窓ガラスの露の写真

(イ) 部屋へやそと空気くうきえて外の空気中のすいてきがガラスについた。
(ロ) ってきたゆきやあられが窓ガラスについた。
(ハ) 外の寒気かんきつめたくなったガラスに部屋の中の空気が冷やされて水滴がついた。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 外にて窓ガラスにさわってみてください。ガラスは冷たいだけでぬれていないはずです。
  • (ロ) 雪が降っていなくても外が冷たいと窓ガラスがくもることがある。
  • (ハ) 窓ガラスがくもったのは,部屋の中の水蒸気が冷たい窓ガラスで冷やされて水滴になったためです。それは,おふろでおから蒸発じょうはつした水蒸気すいじょうきが冷たいかがみにふれて水滴になり,くもるのとおな原因げんいんなのです。また,なつあつい日に冷たい水を入れたコップの表面ひょうめんがくもるのも,同じように空気中の水蒸気が冷たくなったコップの表面で冷やされて水滴になったためです。ふだんなにげなくったりはいたりしている空気にも透明とうめいな水蒸気がふくまれているので,冷たい鏡にいきをふきかけるとくもるのはそのためなのです。

☆やってみよう
つめたい氷水こおりみず用意よういして,どんなときコップの表面ひょうめん水滴すいてきがつくかたしかめてみよう。
豆辞典豆事典まめじてんかがみすいてきがつくとくもるのはどうして 】
ガラスについた1つ1つの水滴が,ひかりをさまざまなきに反射はんしゃする(散乱さんらん)するためです。したがって,鏡にみずをかけて水のまくをつくったり,せっけんすいをつけて水滴をはじいたりするようにするとよくえるようになります。おふろに入ったときに,鏡がくもっていたら,水をかけたり,石けん水をつけたりしてたしかめてみよう。

矢印 晴はれたそらあおいのはなぜ(3学年)
矢印 にじはどうしてできるの(5学年)

Q6

みずがふっとうすると水中すいちゅうからあわがたくさんてくるのはどうして(4学年)

みずねっせられると水中すいちゅうからたくさんのあわが出てくるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい

水がふっとうしたあわのようす

(イ) 熱でそこの水がゆだってなみになり,その波が水面すいめんがってきたため。
(ロ) 熱で底の水がふくらんで水面に上がってきたため。
(ハ) 熱で底の水が水蒸気すいじょうき気体きたい)になり水面に上がってきたため。 動画(動画)水がふっとうしたあわのようす

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) ストローなどで水中すいちゅう空気くうきをふきこむと,空気はあわになって水面すいめんに上がってくるので,水中からのあわは気体きたいかんがえられます。また,ふっとうした水中のあわを水面であつめてやすともとの水になります。したがって,あつくなったおがゆだってあわになるようすは,なみのように水のゆれ(振動しんどう)が伝わるのとはちがうのです。
  • (ロ) 水は,あたためられるとぼうちょうして,温かい空気がぼう張して空に上昇じょうしょうするように,水のそこから水面すいめんに上がてきます。そのため,底から上がってきた水の分だけ水面の冷たい水が底にしずみます(これを水の対流たいりゅうといいます)。このようすは,水中におがくずなどを入れると水の動きとしてよく見ることができます。しかし,このような水の動きは,お風呂ふろなどが湯になるときに見られる現象げんしょうで,おがふっとうするときは,底の方からはげしく湯があわちます。このようすを,水がふっとうするときの動画どうがをもういちど見て,たしかめてみてください。
  • (ハ) なべの底でねっせられた水(液体えきたい)がふっとうすると,水蒸気すいじょうき気体きたい)にわり,大部分だいぶぶんが気体の「あわ」となって水面に上がってきます。気体になったあわは,まわりの液体よりかる上向うわむきの力(浮力ふりょく)をけて水面に上がってくるようになります。これが水中の底の方でできた「あわ(気体)」が,なべの底の方から水面に上がってくる原因げんいんなのです。

矢印 みずなかではからだがかるくなるのはどうして
矢印 富士山ふじさんのような山頂さんちょうではごはんがよくたけません。それはどうして(4学年)
豆辞典豆事典まめじてん【水が温度おんどによって水から水蒸気すいじょうきになるのはどうして 】
水は目に見えないくらい小さなつぶ(分子ぶんし*)からできていて,熱せられるとつぶ(分子)のうごきが活発かっぱつになり,体積たいせきが大きくなります。この体積が大きくなった水が,気体きたいの水蒸気なのです。

注* 物質ぶっしつをそれ以上いじょうけられないもっとも小さい粒子りゅうし原子げんしび,水のように酸素さんそ水素すいその原子がむすびついている粒子を分子ぶんしと呼んでいます。

Q7

温度計おんどけいにはどんな種類しゅるいがあるかな(4学年)

つぎの(イ),(ロ),(ハ)の温度計おんどけいは,温度おんど変化へんかをどのような性質せいしつ物質ぶっしつ使つかって調しらべているのでしょうか。つぎのA,B,Cの説明せつめいからただしいものをえらびなさい。

バイメタル温度計、寒暖計、デジタル温度計

A ねつ電流でんりゅうの大きさが変化する物質ぶっしつを使って温度をはかっている。
B 熱で体積たいせきが変化する金属きんぞくを使って温度をはかっている。
C 熱で体積たいせきが変化する液体えきたいを使って温度をはかっている。


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正解

(イ)→B  (ロ)→C  (ハ)→A


理由

  • (イ) ねつ温度おんど)による金属きんぞくののびちぢみ(ぼうちょう)を利用りようして温度おんどをはかっています。このときに使われる金属はバイメタルとばれ,温度による膨張の大きさのちがう金属をはり合わせてつくられています。右の写真しゃしんのようにゼンマイじょう(シダ植物しょくぶつのゼンマイの形にている)になっているため,わずかな温度おんど変化へんかでも,のび縮みの大きさを拡大かくだいして温度計おんどけいはりうごくようになっています。
    虫眼鏡マークしゃ真中しんちゅうのゼンマイ状のバイメタルを拡大かくだいしててみよう。ゼンマイ状にいたバイメタルをきのばしたら,どのくらいの長さになるかな?
  • (ロ) 体温計たいおんけいかんだんけいなどに使われているアルコールなどの液体えきたいは熱によって体積たいせき変化へんかしやすく,温度の変化に反応はんのうして体積が規則正きそくただしく変化するので,その性質せいしつを利用して温度計をつくっています。また,寒暖計,ぼう温度計などで使われている温度計では,みずがふっとうする温度(100℃)やこおりができる温度(0℃)まではかれるように作られています。
    虫眼鏡マーク写真から,球部(えきだめ)の大きさとガラス管を上昇する液のほそさを拡大かくだいしてくらべてみよう。
  • (ハ) デジタル温度計(電子でんし温度計おんどけい)にはねつ温度おんど)によって電気でんき抵抗ていこうが変わる特別とくべつな物質(半導体はんどうたい)が使われていて,ながれる電気(電流でんりゅう)の大きさによって温度をはかっています。内部ないぶには写真しゃしんのように,半導体でつくられたサーモスタットという部品ぶひんがあり,熱(温度)のちがいを電流でんりゅうの大きさに変えています。
    虫眼鏡マーク しゃ真中しんちゅう部品ぶひん拡大かくだいして見てみよう。温度おんど感知器かんちき(サーモスタット)はどこにあるかな。


矢印 氷水こおりみずは0以下いかになるの(5学年)
矢印 みずがふっとうすると水中すいちゅうからあわがたくさんてくるのはどうして(4学年)
☆やってみよう
空気くうきみず温度おんどによる体積たいせき変化へんか利用りようして,自作じさく体温計たいおんけいを作ってみよう
製作物せいさくぶつ設計図せっけいず準備じゅんびするもの,製作の手順てじゅん完成かんせい予想図よそうず)をいてからはじめよう
(注意1)空気は水よりも温度による体積の変化が大きい。
(注意2)ふたにけたあなと穴にとおしたストローとのあいだのすきをプラスチック用接着剤せっちゃくざいめて,空気がもれないようにする。
・準備(例)  ペットボトル,ほそいストロー,プラスチックよう接着剤せっちゃくざい,水,食紅しょくべに
水を利用した自作の温度計と空気を利用した自作の温度計の写真
動画(動画)空気温度計
虫眼鏡マーク ストローの中の水滴すいてき上昇じょうしょうするのはどんなとき?また,下降かこうするときはどんなとき?
豆辞典豆事典まめじてん(1)【ガリレオ(16世紀せいきのイタリアの科学者かがくしゃ)の空気くうき温度計おんどけい
空気のはいった球部きゅうぶあたためると,球部の中の空気がぼうちょうして,そのぶんだけガラスかんなか水面すいめんがり,やすとぎゃくに球部の中の空気が収縮しゅうしゅくして水面ががります。このような空気の性質せいしつ利用りようして温度計をつくったのです。かめてみよう。
豆辞典豆事典まめじてん(2)
日常にちじょう生活せいかつ使つかわれている温度計おんどけい以外いがいに,物体ぶったいから放射ほうしゃされる赤外線せきがいせん熱線ねっせん)を利用りようした温度計もあります。
サーモグラフィー
これは物体が放射している赤外線(熱線)をもとに物体の表面温度を映像えいぞうで示したサーモグラフィーです。この温度計は現在,医療いりょう環境かんきょう測定そくていなどで広く使われています。

Q8

富士山ふじさんのような山頂さんちょうではごはんがよくたけません。それはどうして(4学年)

富士山、ピレネー山脈の写真

富士山ふじさんのような高い山の山頂さんちょうではごはんがよくたけません。それはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 山頂は気温きおんひくいので,おこめねつがよくとおらないため。
(ロ) 山頂は酸素さんそが少ないので,しばらくすると火が消えてしまいお米に熱がよく通らないため。
(ハ) 山頂では低い温度おんどみずがふっとうしてしまい,お米に熱がよく通らないため。


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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 富士山のように高い山の山頂は,確かに平地にくらべて気温が低いのですが,たとえば,北海道の平野部だと冬には0℃以下にもなりますが,かまでご飯をたいて,お米をおいしくたくことができています。したがって,外の気温に関係なく,火力が強ければ釜の中の水が100℃でふっとうするため,熱々あつあつのおいしいごはんをたけることになります。
  • (ロ) 山頂であっても登山者がふだん通りの生活ができているということは,高い山であって,酸素が少しうすい(すくない)としても,火が燃え続けるだけの酸素は十分あって,火はつづけることができます。したがって,おいしいご飯をたけないのはべつ原因げんいんがあるようです。
  • (ハ) おいしいごはんをたくためには,水がふっとうする温度が100℃以上あることが必要です。しかし,高い山では,気圧きあつ地上ちじょうにくらべてひくいので,87℃ぐらいで水がふっとうしてしまうのです。したがって,水がふっとうして水のあわがかまから出てきても,水温が87℃の低い温度でご飯をたくことになり,お米に十分に火が通らず,おいしくたけないのです。 高い山では,ご飯をおいしくたくのに,以上のような原因を取り除くために,地上のように圧力あつりょくを高くして使える「圧力あつりょくなべ」でご飯をたいているのです。

☆やってみよう ご飯をおいしくたいてみよう。
準備:お米,水,電気でんきがま
かまの中に入れた米に水を加える。水のふかさは人さし指の第一だいいち関節かんせつぐらいの深さにする。
・ご飯がたけるまでの間,釜の中のようすはどのように変化するか,考えてみよう。
注意:釜のふたからあふれる高温こうおんのあわなどで,やけどをしないように注意する。
矢印 みずがふっとうすると水中すいちゅうからあわがたくさんてくるのはどうして(4学年)
豆辞典豆事典まめじてん圧力あつりょくなべ】
ふつう,100℃の温度でふっとうする水も,気圧が低いと,100℃以下の温度で水がふっとうします。そのため,数千メートルの高い山の上でご飯をたくと,100℃以下でご飯がたき上がるので,生煮なまにえのご飯になります。そのため,高い山ではなべの中の気圧きあつを高くする「圧力なべ」を使用して,地上ちじょうと同じ気圧(1気圧)のもとでご飯をたかないとおいしいご飯ができないのです。
では,「気圧」の大きさを調節できる「圧力なべ」は,どのようなつくりになっているのでしょうか。
なべにもうけられているつう気筒きとう特別とくべつの「おもり」がのせられていて,なべの中の水がふっとうするとおもりが持ち上がり,ふっとうによってできた水蒸気を外に出して内部の圧力(地上と同じ1気圧)を調節しているのです。その結果,100℃以上の高温でご飯をたくことができるのです。

虫眼鏡マーク なべの内部がふっとうしているときのおもりのようすに注目ちゅうもく


Q9

氷山ひょうざんうみにうかぶのはどうして (4学年)

氷山ひょうざんうみにうかぶのはどうしてでしょうか。 つぎこたえからただしいものを えらびなさい。

氷山

(イ) 海水かいすいがこおると体積が小さくなりかるくなるので。 (ロ) 海水の温度おんどこおりよりたかいので,そのぶんだけ氷山がとけてちいさくなるので。 (ハ) 海水がこおると体積たいせきおおきくなり,その分だけ海水から上向うわむきのちからくわわるため。


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正解

(ハ)


理由

  • (イ) いっぱんに,液体えきたい固体こたいになると体積が小さくなるのだけれども,水の場合は,こおるとぎゃく体積たいせきえます。また,物質の状態変化(たとえば,水から氷に変化)によって体積が変わっても,物質の出入りがない限り,全体の質量は変わりません。変わるのは,単位体積の質量(密度みつど)だけです。
  • (ロ) 氷の一部いちぶがとけてとけた分だけ氷の大きさが小さくなっても,とけずにのこった氷の一定いっていの体積(単位体積)あたりの重さ(密度みつどわりません。したがって,氷がうくのは(イ)と同じようにべつの理由とかんがえられます。
  • (ハ) 海水がこおって固体になると体積が増えるので,単位体積あたりの質量(密度)が液体の海水にくらべて小さくなります。その上,体積が大きくなる分,海水からはたらく上向きの力(浮力ふりょく)が大きくなり,海水からうき上がるようになります。実際じっさいに,海にうかぶ氷山を調しらべてみると,海面かいめんに出ている氷山より海中かいちゅうにしずんでいる氷山のほうが大きく,氷山のしずんだ部分ぶぶんの海水の重さだけ浮力ふりょくけていることがわかります。

☆やってみよう1

水の入ったガラスコップに氷のかたまりを入れてうかせてみよう。水面の下の氷の大きさと水面の上に出た氷の大きさはどちらが大きいでしょうか。

☆やってみよう2

ロウソクをとかして,液体から固体にしてみよう。体積はどうなるでしょうか。

矢印 すいそうの中の水にゆびれたら全体ぜんたいおもさはどうなるでしょうか(3学年)
矢印 みずなかではからだがかるくなるのはどうして(4学年)
矢印 質量しつりょうおもさ(重量じゅうりょうともいう)のちがいは(3,6学年)
豆辞典豆事典まめじてん浮力ふりょくとは】
水(液体えきたい)中の物体ぶったいが水からける上向きの力を「浮力ふりょく」といいます。水中での物体は同じ体積たいせきの水の重量じゅうりょう重力じゅうりょく)だけ上向きの力を受け,その分だけ物体はかるくなります。その結果,軽くなった重量分(物体と同じ体積の水の重量)が物体の重量じゅうりょうより大きいと水にうくことになります。イスラエルとヨルダンに面する死海しかいという海水のみずうみでは塩分えんぶんがこく,水よりも単位体積あたりの質量(密度みつどという)が大きいので淡水たんすいよりも大きな浮力を受けることになります。たとえば,死海では ひと塩水えんすいにうきながらほんむことができるのです。



Q10

簡易かんい湿度計しつどけい空気中くうきちゅうのしめり湿度しつど)をどうやってはかっているの(5学年)

した簡易かんい湿度計しつどけい空気中くうきちゅうのしめり湿度しつど)をどうやってはかっているのでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

簡易湿度計

(イ) スチール(てつ)など,種類しゅるいのちがう金属きんぞくをはりわせたゼンマイを利用りようして,しめり気をはかっている。
(ロ) ゴムののびちぢみを利用して,しめり気をはかっている。
(ハ) しんちゅう(どう亜鉛あえん合金ごうきん)とかん湿しつざい(しめり気に反応はんのうしやすいもの)をはり合わせたゼンマイを利用して,しめり気をはかっている。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) 金属きんぞくはしめり水分すいぶん)を吸収きゅうしゅうしない(反応はんのうしない)ので,種類しゅるいのちがう金属きんぞくをはり合わせてゼンマイじょうにしたものでは,しめり気(湿度しつど)の大きさをはかることはできません。この方法ほうほう使つか装置そうちは,温度おんどによるその金属どうしののびちぢみのちがいを利用りようしたもので,バイメタルしき温度計おんどけいのことです。

    ぜんまいの拡大写真

    ぜんまいの拡大写真

    ゼンマイ部分を拡大かくだいして見てみよう
  • (ロ) ゴムでできているあまがっぱが水をよくはじき返すように,ゴムの表面は水分をはじき返す性質があり,しめり気(水分)でのびちぢみしないはずです。
  • (ハ) 内部はしんちゅう(どう亜鉛あえん合金ごうきん)に,しめり気に反応はんのうするものをはり合わせゼンマイ状にしたものでできています。しめり気に,よく反応する物質がはりつけられたがわが,しめり気(湿度しつど)のおおきさによってのびちぢみすることを利用して,湿度をはかっています。湿度によるわずかな大きさののびちぢみも,ゼンマイ状になった金属のおび伸縮しんしゅくによって拡大かくだいし,えるようになっています。

    ぜんまいの拡大写真

    ぜんまいの拡大写真

    ゼンマイ部分を拡大かくだいして見てみよう

矢印 温度計おんどけいにはどんな種類しゅるいがあるかな(4学年)

Q11

気体きたい液体えきたいちからくわえるとどうなるの(4学年)

空気くうきみずちからくわえるとどちらのほうが体積たいせきちいさくなるでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 空気のほうが体積が小さくなる。 (ロ) 水のほうが体積が小さくなる。 (ハ) どちらもおなじだけ体積が小さくなる。


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正解

(イ)


理由

  • (イ) 物質ぶっしつえないくらいちいさなつぶ(原子げんし分子ぶんし)があつまってできています。そのため,空気くうき気体きたい)はそとからちからくわえると,その物質をつくるつぶとつぶのあいだがせばまって,体積たいせきが小さくなりますが,みず液体えきたい)は空気(気体)にくらべて,もともと,つぶとつぶの間がせまいので,そのぶん,つぶの間がつまりにくく,外から力を加えても空気にくらべて体積が小さくなりにくいのです
    動画(動画)気体と液体の圧縮
  • (ロ) 水のほうが空気にくらべて物質をつくるつぶ(原子・分子)が同じ体積中にたくさんつまっているので,その分,つぶ(原子・分子)がつまりにくく体積が小さくなりにくいのです。
  • (ハ) 水と空気では,物質をつくるつぶ(原子・分子)のつまりぐあい(分子どうしの距離きょり)がちがうので,一定いっていの力を外から加えると(圧縮あっしゅくすると),分子どうしの距離がちがう分だけ,分子のつまりぐあいはことなってきます。水は空気にくらべて分子どうしの距離がせまい(分子がつまっている)ので,その分だけ外から力を加えても水の体積は空気の体積にくらべて小さくなりにくい(圧縮あっしゅくしにくい)のです。
豆辞典豆事典まめじてん物質ぶっしつ三態さんたい変化へんかと原子・分子の状態じょうたい
物質ぶっしつには気体きたい液体えきたい固体こたいの3つの状態じょうたいがあります。これを物質の三態さんたい変化へんかといいます。物質は小さなつぶ(分子ぶんし原子げんし)からできていて,たとえば,気体,液体,固体では,それぞれそれらをつくる小さなつぶ(分子という)どうしのあいだ空間くうかんひろさ(距離きょり)がちがい,気体,液体,固体の順でそのつぶとつぶの間の空間の距離が小さくなるのです。



Q12

フラスコのなか噴水ふんすいがったのはどうしてか (4学年)

右の実験じっけんで,アンモニアの気体きたいはいったフラスコのなかに,みず注入ちゅうにゅうすると,水そうのなかの水が噴水ふんすいのようにふきがりました。その原因げんいんを次のこたえからただしいものをえらびなさい。

フラスコの噴水

(イ) フラスコにはいった水で,フラスコの中の気体きたいやされ縮小しゅくしょうしたぶんだけ水そうの中の水が上がるため。
(ロ) フラスコに入った水のりょうだけ,フラスコの中の気体が圧縮あっしゅくされたため,その分だけ水そうの中の水が上がるため。
(ハ) フラスコに入った水に,フラスコの中の気体がとけた分だけ水そうの中の水が上がるため。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) かりにつめたいみずであったとしても,注入ちゅうにゅうされたみずりょうはわずかで,気体のやされ方もわずかであるはず。そのことを考えると,ふきがった水の量がけたちがいに大きいことからも,気体が冷やされ体積たいせき縮小しゅくしょう原因げんいんとは考えにくい。
  • (ロ) フラスコの中のアンモニアの気体が圧縮あっしゅくされたとすると,圧縮された分だけ気体の圧力あつりょく気圧きあつ)がたかまり,ぎゃくにアンモニアの気体がフラスコのそとてくるはずです。
  • (ハ) フラスコの中のアンモニアの気体はひじょうに水にとけやすいため,アンモニアの気体が水にとけた分だけフラスコの中の圧力(気圧)ががり,気圧が下がった分だけ水そうの中の水がフラスコの外の大気圧たいきあつにおされて噴水ふんすいのようにふきがります。
豆辞典豆事典まめじてん気体きたい種類しゅるいによって水にとける量がちがう 】
いろいろな気体を,温度20℃,1気圧のときに水1cm3(立方センチメートル)にとける量(体積[cm3])でくらべると,ちっ素が0.016 cm3(ほとんどとけない),水素が0.018 cm3(ほとんどとけない),酸素が0.031 cm3(わずかにとける),二酸化炭素が0.88 cm3(少しとける),アンモニアが702 cm3(とてもとけやすい)と種類によってちがっています。とくにアンモニアの水へのとけやすさは,他にくらべると1,000ばいから10,000倍にもなります。

矢印 コップにいっぱいはいったみずにふた(厚紙あつがみのふた)をかぶせてさかさまにしたらどうなるだろうか(5学年)
矢印 温度計おんどけいにはどんな種類しゅるいがあるかな(4学年)

Q13

みずねっするとすがたをえるのはどうして(4学年)

みずねっするとゆげなどにすがたをえるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) 水がふっとうするとあわち,ふくまれていた空気くうきされるため。
(ロ) 水のなかにはえない物質ぶっしつがふくまれていて熱せられてべつの物質になる。
(ハ) 水は小さなつぶからできていて,温度おんどによってあつまりかたことなるため見え方がちがうので。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) あわをあつめてやすともとみずにもどります。もし空気くうきだったらあわをやしても液体えきたいの水にはならないはず。
  • (ロ) あわを集めると(イ)のように水にもどり,見えなかったはずの物質は見当たらないので,水に別の物質がふくまれていたとはいえない。
  • (ハ) 水は目に見えないぐらい小さなつぶ(これを分子ぶんしといいます)からできています。液体えきたいの水を100℃まで熱すると,水は気体の水蒸気すいじょうきになり目に見えなくなりますが,水面すいめんまで上がってくると水面上の空気に冷やされて,もとの液体の水にもどります。液体の水が目に見えるのは,水をつくる小さなつぶ(分子ぶんし)が,ひかり反射はんしゃするぐらいつまっているので目に見えるのです。気体きたい場合ばあいには,水の分子はそのつまりぐあいが,液体よりもあつまりがすかすかしていて,光を反射しないため透明とうめいで目に見えないのです。


矢印 気体きたい液体えきたいちからくわえるとどうなるの(4学年)
☆考えてみよう  液体の水を0℃まで冷やすとどうなるでしょうか。
答えを見る。
気体や液体のときの水よりも分子の集まりがみつになって固体こたいこおり)になってしまいます。


Q14

せっけんや洗剤せんざいで,よごれがちるのはどうして(5学年)

せっけんや洗剤せんざいでよごれがちるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

(イ) せっけんや洗剤せんざいは,せんたくするみず温度おんどげるのでよごれがちやすくなる。
(ロ) 洗たくする水に石けんや洗剤をれるとあわができるので,その泡が布のよごれをはがしとってくる。
(ハ) 洗たくする水に石けんや洗剤をれると,牛乳ぎゅうにゅうのように水にとけてぬののよごれに付着ふちゃくするので,よごれをとることができる。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) ぬのについたよごれは,脂分あぶらぶん油分あぶらぶん)をおおくふくんでいます。あぶらあぶら)とみずはもともとじわりにくく,脂(油)分を多くふくんだよごれは水をはじくため,かりに水をあたためても布から脂分の多いよごれをとることができません。
  • (ロ) せっけんなどのあわ(シャボン玉,空気くうき)は水面すいめん上部じょうぶあつまるので,洗濯機せんたくきなどのそこほうまっているぬのなどのよごれをとることはできません。泡は洗浄力せんじょうりょく(よごれのちやすさ)の目安めやすにはなりますが,直接的ちょくせつてきな洗浄能力があるとはいえません。
  • (ハ) せんたくものあらうとき,せっけんや洗剤を使つかいます。石けんや洗剤には界面かいめん活性剤かっせいざいばれる成分せいぶんがふくまれていて,この界面活性剤は水をせる成分(親水基しんすいき)と油(あぶら)を吸い寄せる成分(親油基しんゆき)に分かれています。この界面活性剤の油を吸い寄せる(親油基)部分ぶぶんが,つぎから次に洗たく物のよごれ(あぶら)にくっついて,よごれをはぎってしまうのです。はぎ取られたよごれは,界面活性剤のもう一方いっぽうがわの水を吸い寄せる(親水基)部分ぶぶんが水中にはこび出し,洗たく物はきれいになるのです。

    また,洗剤は水どうしが結びつく力(表面ひょうめん張力ちょうりょく)を弱くするので,布のこまかい繊維せんいの中に水がしみこみやすくなります。そのため,こまかなよごれをとるのを助けています。 きみ自分じぶん下着したぎを石けんの中の界面活性剤のはたらきを想像そうぞうしながら洗たくしてみよう。きれいになったかな。

豆辞典豆事典まめじてん 【ふらなくてよいドレッシングとは】
ふつうの料理用りょうりようのドレッシングは水とあぶら分離ぶんりして油と水が上下にかれています。ところがふらなくてよいドレッシングは,界面活性剤をぜているので界面活性剤の親油基しんゆき(油にいつくところ)が油を取り込んで,片方の親水基しんすいき(水に吸いつくところ)が水と混ざりうのでドレッシングが油と水に分離ぶんりすることもなく,ふらなくてもすぐに使えるドレッシングということになるのです。

Q15

おふろかがみがくもるのはどうして(4学年)

おふろかがみがくもるのはどうしてでしょうか。つぎこたえからただしいものをえらびなさい。

おふろ場の鏡

(イ) 鏡にせっけんすいがつくので。
(ロ) 鏡にみず一面いちめんひろがるので。
(ハ) 鏡にすいてきがつくので。

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正解

(ハ)


理由

  • (イ) みずでうすくぬれたかがみせっけん*をぬると,水の表面ひょうめん球形きゅうけいをしたすいてきにならずに一面いちめんひろがります。そのため,一個いっこ一個の水すいてきがそれぞれにひかりをいろいろな方角ほうがく反射はんしゃしないので鏡はくもったりしません。
    *石けんにふくまれる「界面かいめん活性かっせいざい」は,すいてき(球形)をむすばなくする性質せいしつがあります。
かがみ
  • (ロ) くもった鏡に水をかけると鏡の表面に水が一面に広がり(一個一個のすいてきにならないので),鏡だけのときとおなじようにくもりがとれてまわりがうつるようになります。
界面活性剤
  • (ハ) おふろなどで,よく鏡がくもるのは,空気中くうきちゅう水蒸気すいじょうきすいてきになって鏡についているためです。鏡についたすいてきは表面が球形きゅうけいをしているため,一個一個のすいてきがそれぞれに光をいろいろな方角に反射はんしゃらん反射はんしゃ)するため,鏡のまえぞうむすばないのでくもってえるのです。
リニアモーターカーが浮上(ふじょう)するしくみ
☆やってみよう  水泳のゴーグル(水中めがね)がくもったらどうする

あなたもプールで水中めがねがくもってこまった経験けいけんがあるよね。そんなときはどうすればよかったかな。いくつかの方法ほうほうとその理由りゆうべなさい。

答え:
① めがねのすいてきをふきる。
② めがねを水につけて水がめがねのガラス全面ぜんめんに広がるようにする。
③ 石けん水をめがねのガラスにぬる。

理由:
一個一個のすいてきは表面が球形きゅうけいをしていて光が乱反射するため,水がすいてきむすばないようにめがね全面に水のまくができるようにする。


矢印 にじはどうしてできるの(5学年)
矢印 せっけんや洗剤せんざいで,よごれがちるのはどうして(5学年)(界面かいめん活性かっせいざい,水の表面ひょうめん張力ちょうりょく


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