一般小学生
まとめ
【定義】
トルエンは、水の約5倍という高い熱膨張率を持つ有機溶媒である。理科の学習においては、物質の熱膨張（加熱による体積増加）を説明する際の液体の例として挙げられるほか、水や金属の体積変化と比較して理解を深める対象となる。
まとめ
物質は一般に加熱で膨張し冷却で収縮する。水は4℃で体積が最小になる特殊な性質を持ち、金属の膨張は液体に比べ非常に小さいため、観察には拡大装置を用いるなどの工夫が必要である。
解説
多くの物質は、温度が上がると分子の運動が激しくなり、体積が大きくなる。これを熱膨張と呼ぶ。トルエンなどの液体は水よりも膨張の割合が大きく、水の約5倍の変化を示す。
水の体積変化は非常に特殊である。0℃から加熱すると、4℃までは体積が減少し続け、4℃で最小（1.0000cm3）になる。4℃を超えると再び体積は増加に転じる。フラスコを用いた実験では、お湯に浸した瞬間に水面がわずかに下がる現象が見られるが、これは中の水よりも先に容器のガラスが熱せられて膨張するためである。
金属の膨張は液体に比べて極めて小さいため、肉眼で直接変化を捉えるのは困難である。そのため、金属棒の伸びを針の回転に伝え、その先に付けたストローを動かすことで、微小な変化を視覚的に拡大して観察する工夫が必要となる。
小学生のみなさんへ
ものは、あたためると大きくなり（ぼう張）、ひやすと小さくなります。でも、水は少し変わっていて、4度という温度のときがいちばん小さくなります。また、鉄などの金属もあたためると大きくなりますが、その変化はとても小さいので、針やストローなどを使って動きを大きくして観察します。理科の実験でフラスコをあたたかいお湯に入れると、一しゅんだけ中の水が下がることがあります。これは、水よりも先にガラスの入れ物があたたまって大きくなり、中が広くなるからです。
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