「密度」はどの単元（分野）で学習しますか？

化学分野の「物質のすがたと性質」の単元で学習します。

「密度」のテストや受験での重要度はどれくらいですか？

中学受験では「A」、高校入試では「S」、大学受験では「A」の重要度です。中学・高校入試で計算問題が頻出。理科全般の基礎となる最重要概念。

密度とは？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

密度: 単位体積（1cm³）あたりの物質の質量

物質の種類ごとに固有の値を持つため、物質の特定や純度の判定に利用される
温度上昇により体積が増加すると密度は減少し、液体や気体における対流の原因となる
物体の密度が周囲の流体より小さい場合に浮力が生じ、物体は浮上する

解説

密度は、物質の質量をその体積で割ることで算出されます（密度＝質量÷体積）。物質を構成する粒子は、熱エネルギーを得ると運動が活発になり、粒子間の間隔が広がる「熱膨張」を起こします。この際、質量は変化しませんが体積が増加するため、結果として密度は減少します。この温度変化に伴う密度の差は、流体において「対流」を引き起こす物理的な要因となります。

混合物においては成分の割合によって密度が変化します。例えば、水に食塩を溶かすと、質量保存の法則により全体の質量は「水の質量＋食塩の質量」となりますが、体積の増加はわずかであるため、溶液全体の密度は上昇します。100cm³の水に10gの食塩を溶かすと密度は約1.07g/cm³（濃度約9%）となり、20g溶かすと約1.12g/cm³（濃度約17%）まで高まります。

条件の変化	体積の変化	密度の変化	現象の例
加熱（温度上昇）	増加する	減少する	上昇気流・対流の発生
冷却（温度低下）	減少する	増加する	物質の沈降

コラム

密度の違いは「浮力」に直結します。アルキメデスの原理によれば、物体はそれが押し退けた液体の重さに等しい浮力を受けます。水の密度（約1.00g/cm³）よりも密度が小さい物体は水に浮き、大きい物体は沈みます。

具体的な計算例として、空気中で100g（体積10cm³）の物体を水に沈めると、10cm³分の水を押し退けるため10g分の浮力を受けます。このとき、ばねばかりの目盛りは90gを示します。一方、同じ100gでも体積が120cm³ある物体は、密度が約0.83g/cm³となり水よりも小さいため、水面に浮き上がります。このとき、物体が受ける浮力は自身の重さと同じ100g分となります。また、イスラエルの死海のように塩分濃度が極めて高い場所では、水の密度が大きくなるため、人間も簡単に浮くことができます。

小学生のみなさんへ

密度（みつど）とは、同じ大きさ（体積たいせき）の中に、どれだけの重さ（質量しつりょう）がつまっているかを表す言葉です。たとえば、同じ大きさのボールでも、鉄のボールは重く、プラスチックのボールは軽いですよね。これは、鉄のほうが密度が大きいからです。

水に物を入れたとき、浮くか沈むかは、この密度で決まります。水の密度よりも小さいものは浮き、大きいものは沈みます。また、水に塩をたくさん溶かすと、水の密度が大きくなるため、ふだんは沈むような物でも浮きやすくなることがあります。イスラエルにある「死海（しかい）」という湖は、塩分がとても多いため、人間がぷかぷかと浮くことができることで有名です。

ルラスタコラム

鉄でできた大きな船がどうして海に浮かぶのか不思議に思ったことはありませんか？鉄そのものの密度は水よりずっと大きいですが、船の中にはたくさんの「空気」が入っています。船全体の重さを全体の体積でわった「平均の密度」が水よりも小さくなるように作られているため、大きな船でも沈まずに浮かんでいられるのです。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】密度の値を求めるための計算式を答えなさい。

密度＝質量÷体積で求められます。単位は一般的にg/cm³（グラム毎立方センチメートル）が使われます。

【応用】空気が温められると上昇気流が発生するのはなぜか、「体積」と「密度」という言葉を使って説明しなさい。

加熱されると物質の体積が増加（熱膨張）し、質量は変わらないため、単位体積あたりの質量である密度は小さくなります。その結果、周囲の密度の大きい（重い）部分に押し上げられて上昇気流や対流が発生します。

【実践】同じ物質であれば、質量や体積が変化しても密度は変化しない。この性質を利用してどのようなことができるか答えなさい。

密度は「物質の種類」によって決まっているため、質量や体積が変化しても、同じ物質であれば密度は一定です。そのため、密度を測定することで、その物質が何であるかを特定したり、純度を確認したりすることができます。

記事の内容に誤りがありますか？

⚠️ 修正を提案する