密度(1cm³あたりの重さ)

一般小学生

まとめ

解説

密度は、物質がどれだけ密に詰まっているかを示す指標です。同じ体積であっても、物質の種類によって質量が異なるため、密度を測定することで金や銀、鉄といった物質の識別が可能になります。一般的に、温度が上がると物質の熱運動が激しくなり、体積が膨張するため、単位体積あたりの質量である密度は減少します。

この密度の変化は、熱の移動形態の一つである「対流」において極めて重要です。加熱された液体や気体は密度が小さくなって上昇し、逆に冷やされて密度が大きくなった部分は下降します。この循環によって熱が運ばれます。一方、固体では密度や自由電子の有無が「伝導」の効率に関わり、特に金属は高い熱伝導率を持つことが知られています。

コラム

熱の伝わり方には、物質を介さずに電磁波として熱が伝わる「放射」もあります。太陽の熱宇宙空間を通って地球に届くのはこのためです。また、物質の表面の色によって熱の吸収率は異なり、黒い物体は放射熱を吸収しやすく、白い物体は反射しやすいという性質があります。密度や色の違いといった物質固有の性質を理解することは、エネルギーの挙動を把握する上で欠かせません。

小学生のみなさんへ

密度(みつど)とは、同じ大きさ(1立方りっぽうセンチメートル)にしたときの、物の重さのことです。同じ大きさでも、鉄は重くて、スポンジは軽いですよね。このように、物によって「ぎゅっ」とつまっている度合いがちがうことを密度といいます。密度を調べると、その物が何でできているかを見分けるヒントになります。

密度は、熱の伝わり方にも深く関係しています。空気や水は、温められるとふくらんで密度が小さくなり、軽くなって上の方へ動きます。これに対して、冷たいものは密度が大きくて重いので、下の方へ沈みます。お風呂のお湯の上が熱くて下がぬるいことがあるのは、この密度のちがいによってお湯が動く「対流たいりゅう」が起きるからです。

ルラスタコラム

宇宙には、密度がものすごく高い「中性子星ちゅうせいしせい」という星があります。この星を角砂糖かくざとうくらいの大きさに切り取ると、なんと何億トンもの重さになるそうです。地球にある物とは比べものにならないくらい、中身がぎっしりつまっているんですね。

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