中1理科「状態変化」状態変化と質量・体積の関係を理解しよう!

状態変化の実験につかうアルコールランプのイラスト

 この記事では中1理科で学習する状態変化と質量・体積の関係」について、詳しく解説していきたいと思います。

・今回お教えする内容は、以下の通りです。

 「状態変化」とは何か?

 ②「固体 ⇄ 液体」に状態変化する場合

 「液体 ⇄ 気体」に状態変化する場合

 この記事は、たけのこ塾が中学生に向けて、TwitterやInstagramに投稿した内容をもとに作成しています。

 ぜひ、あなたの勉強にご活用下さい。

先生と元気いっぱいの子どもたち

①「状態変化」とは何か?

 状態変化」とは、温度により物質の状態が「固体 ⇄ 液体 ⇄ 気体」に変化することです。

 物質の状態が変化するだけで、別の物質になってしまうわけではありません。 

「固体⇄液体⇄気体」の状態変化を説明した図

 上の図のように、固体を加熱すると液体へ、液体を加熱すると気体に変化します。

 同じように、気体を冷却すると液体へ、液体を冷却すると固体に変化します。

 水を例に、もう少し具体的に「状態変化」について説明します。

 ・氷が固体

 ・水が液体

 ・水蒸気が気体

 でしたよね。

 氷(固体)を温めると水(液体)になりますし、水(液体)を冷やすと氷(固体)になります。

 同じように、水(液体)を温めると水蒸気(気体)になりますし、水蒸気(気体)を冷やすと水(液体)になります。

氷が状態変化して水になりつつある写真

 さらに固体 ⇄ 気体のように、液体にならずに固体から気体に状態変化したり、気体から固体に状態変化する場合もあります。

「固体 ⇄ 気体」に状態変化する図

 どういう物質が「固体 ⇄ 気体」という状態変化をするか、わかりますか?

 ヒントは、「アイスを冷やす目的などで使われているもの」です。

   :

 答えは、

 ドライアイス

 です!

 ドライアイスは、気体である二酸化炭素を冷やしてできた固体です。

 ドライアイスは温まると、気体である二酸化炭素に状態変化します。

中1理科で学習する「状態変化」のポイントは以下の2つです。

<ポイント➀>

 状態変化とは「氷 ⇄ 水 ⇄ 水蒸気」のように、温度によって「固体 ⇄ 液体 ⇄ 気体」に物質の状態が変化することです。

<ポイント②>

 物質の中には、ドライアイス ⇄ 二酸化炭素」のように、温度によって「固体 ⇄ 気体」に状態変化するものもあります。

化学を教える白衣を着た男性教師のイラスト


②「固体 ⇄ 液体」に状態変化する場合

 ふつうの物質が液体から固体に状態変化したとき、質量と体積は次のようになります。

・質量 ⇒ 変わらない

・体積 ⇒ 小さくなる

 では、ふつうの物質が液体から固体に状態変化したとき、密度がどのようになるか考えてみましょう!

 以前の記事『密度の計算問題』この3つのパターンを理解しよう!で説明した通り、

密度 = 質量 ÷ 体積

 でした。

 よって、液体が固体になると割る数の体積のみ小さくなるので、密度は…

  :

 大きくなります

化学を教える白衣を着た女性教師のイラスト

 ここで、水(液体)が氷(固体)になるとき、体積と質量がどうなるか考えてみましょう!

 質量はふつうの物質と同じで、変化しません

 では、体積はどうなると思いますか?

 <ヒント>

 「水を容器に入れ、冷凍庫で氷をつくった場合を思い浮かべてみましょう。」

 水を容器に入れて氷をつくると、氷はふくれたような形にできあがります。

 これは、水が氷になると体積が大きくなるためです。

 このように、水はふつうの物質とちがい、氷(固体)になると体積は大きくなります。

 水が氷になるとき、質量は変わらず体積は大きくなります。

 ということは、このとき密度はどうなるでしょう?

 密度=質量÷体積で、割る数の体積のみ大きくなるので、密度は…

   :

 小さくなります

・ここでのポイントは以下の2つです。

<ポイント➀>

 ふつうの物質が「液体→固体」のとき

 ・質量は変わらない

 ・体積は小さくなる

 ・密度は大きくなる

<ポイント②>

 水(液体)→氷(固体)」のとき

 ・質量は変わらない

 ・体積は大きくなる

 ・密度は小さくなる

 ふつうは「液体→固体」に状態変化すると、体積は小さくなりますが、水が氷になるときは、体積は大きくなります。

 中学理科のテストではよく問われるところなので、しっかり覚えておきましょう!

楽しそうに勉強する子どもたち


③「液体 ⇄ 気体」に状態変化する場合

 物質が液体から気体に状態変化したとき、質量と体積は次のようになります。

・質量 ⇒ 変わらない

・体積 ⇒ 非常に大きくなる

 水(液体)→氷(固体)になる場合は、他の物質と同じように体積は非常に大きくなります。

 中1理科「状態変化」の問題を下の画像に載せていますので、チャレンジしましょう!

状態変化についての問題が載っている画像

 解答は、以下の通りです。

状態変化についての問題の解答が載っている画像

 すべて正解することができましたか?

 できなかった問題は解答を見て、よく理解しておいて下さいね!


記事のまとめ

 以上、中1理科で学習する「状態変化と質量・体積の関係について、説明してまいりました。

 いかがだったでしょうか?
 
 
・今回の記事のポイントをまとめると…
状態変化とは、温度によって「固体⇄液体⇄気体」の状態に変化すること

液体→固体」に状態変化すると…

・ふつうの物質は、質量は変わらず体積は小さくなり、密度は大きくなる

・水→氷は、質量は変わらず体積は大きくなり、密度は小さくなる

液体→気体」に状態変化すると…

・質量は変わらず、体積は非常に大きくなる

水→水蒸気も、質量は変わらず体積は非常に大きくなる

 今回も最後まで、たけのこ塾のブログ記事をご覧いただきまして、誠にありがとうございました。

 これからも、中学生のみなさんに役立つ記事をアップしていきます。

 何卒、よろしくお願いします。

先生と元気いっぱいの子どもたち

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