まとめ
- 体積
- 物質や物体が空間の中で占めている大きさ
解説
体積は、ある物質がどれだけの空間を占有しているかを示す物理量です。物質の体積は温度や圧力、および状態(固体・液体・気体)の変化によって増減します。一般に物質は温度が上がると熱膨張によって体積が増し、温度が下がると収縮します。特に気体は温度変化の影響を顕著に受け、0℃のときの体積を基準にすると、温度が1℃上がるごとに体積が273分の1ずつ増加するという性質があります。例えば、546cm3の空気が27℃上昇した場合、増加量は54cm3となり、全体の体積は600cm3に達します。
また、化学反応において発生する気体の体積を測定することは、反応の進行度を把握する上で重要です。過酸化水素水に触媒の二酸化マンガンを加える実験では、発生する酸素の体積は反応物である過酸化水素水の量に比例しますが、触媒の量を増やしても最終的な酸素の総体積は変化しません。物質の状態変化においては、多くの物質が液体から固体になるときに体積を減少させるのに対し、水は例外的に氷になると体積が増加するという特異な性質を持ちます。この現象は、水分子が水素結合によって隙間の多い結晶構造を作るために起こります。
体積(たいせき)とは、ものがどれくらいの「かさ(大きさ)」をもっているかを表す言葉です。算数でハコの中身の大きさを計算したり、理科で水の量をはかったりするときに使います。
ほとんどのものは、温めるとふくらんで体積が大きくなり、冷やすと縮んで小さくなります。例えば、空気を入れた袋を温めるとパンパンにふくらむのは、中の空気の体積が大きくなったからです。また、金属の玉を火で熱すると、ほんの少しだけ大きくなって、さっきまで通っていた輪(わ)を通らなくなることがあります。これも熱によって体積が増えたためです。
でも、水だけは少し変わった性質をもっています。ふつうのものは液体から固体になるときに小さくなりますが、水は氷になるときに体積が大きくなってふくらみます。冬の寒い夜に、水道管の中の水が凍って管が破裂してしまうことがあるのは、氷になって体積が増えたからなのです。
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