容積とは？中学受験・高校受験の頻出ポイントをわかりやすく解説

一般小学生

まとめ

容積: 容器の内部に入る分量や空間の大きさ

解説

容積は、容器そのものが占める空間である「体積」とは区別され、その内側に入る物質の量を指します。物理学や化学において、物質は一般に加熱されると熱運動が激しくなり、体積が増加する「熱膨張」という現象を起こします。しかし、液体を入れたフラスコを急激に加熱した際、液面が一時的に下降してから上昇することがあります。これは、熱がまず容器であるガラスに伝わって膨張し、内部の容積がわずかに増大した後に、液体の温度が上がって膨張し始めるという時間差によるものです。

コラム

水の体積変化は非常に特殊で、0℃から4℃の間では加熱に伴い体積が減少し、4℃で密度が最大となります。この「水の異常膨張」は、冬の湖底が4℃に保たれることで水生生物が生存できるなど、自然界において重要な役割を果たしています。また、金属などの固体の膨張率は液体に比べて極めて小さいため、実験では金属棒の伸びを針の回転やストローの動きに変換して視覚化するなどの工夫が用いられます。

小学生のみなさんへ

コップや水そうなどの入れ物のなかに、どれくらいの量が入るかを表したものを容積ようせきといいます。理科の実験では、この容積や物の大きさが温度によってどう変わるかを調べることがあります。

ふつう、物は温めると大きくなりますが、水にはふしぎな性質せいしつがあります。0度から4度までの間は、温めても反対に少しずつ小さくなっていくのです。4度をすぎるとまた大きくなり始めます。つまり、水は4度のときが一番ぎゅっとつまった状態になります。

また、フラスコに入れた水を急に温めると、水面が一しゅん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温まって、入れ物のなかが少し広くなるからです。こうした小さな変化を観察するのが理科の楽しさです。

ルラスタコラム

氷が水に浮くのは、水がこおって氷になるときに、体積が大きくなって軽くなるからです。ふつうの液体は固まると小さくなりますが、水は反対に大きくなるという、とてもめずらしい性質を持っているんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】「容積」という言葉の定義を簡潔に説明せよ。

容器の内部に入る物質の分量や、その空間の大きさのこと。

【応用】液体を入れたフラスコを加熱した直後、液面が一時的に下がるのはなぜか。

液体が温まって膨張するよりも先に、容器であるガラスが加熱されて膨張し、容器の容積が増大するため。

【実践】水を0℃から加熱していったとき、体積が最小（密度が最大）になるのは何℃のときか。

温度は4℃。水は0℃から4℃の間では、加熱しても体積が減少（収縮）するという「水の異常膨張」と呼ばれる特殊な性質を持つ。

記事の内容に誤りがありますか？

⚠️ 修正を提案する