一般小学生
まとめ
【定義】
物質が冷却されることによって、その体積が減少する現象。加熱によって体積が増加する「膨張」の対照語である。
まとめ
物質は一般に加熱で膨張し、冷却で収縮する。気体は温度変化による体積の増減が顕著であるが、金属などの固体は変化が極めて微小である。また、水は4℃で体積が最小になるという特異な性質を持つ。
解説
温度変化に伴う物質の体積変化は、物質の状態（固体・液体・気体）によって異なる挙動を示す。空気などの気体は、温度の上昇・下降に比例して体積が増減し、0℃で546立方センチメートルの空気は、温度が1℃変化するごとに一定の割合で体積が変化する。金属の収縮は液体や気体に比べて非常に小さく、肉眼での観察が困難なため、実験では針やストローを用いた拡大装置を使用して微小な変化を視覚化する工夫がなされる。水の場合、通常の温度域では冷却により収縮するが、4℃で体積が最小（密度が最大）となり、それ以下の温度では氷への結晶構造の変化に伴い、逆に体積が増加する例外的な性質がある。なお、フラスコを用いた実験で熱湯に浸した直後に液面が一時的に下降するのは、中の水よりも先に容器であるガラスが熱を受けて膨張し、容積が増大するためである。
小学生のみなさんへ
物の温度が下がると、その大きさが小さくなることを「収縮（しゅうしゅく）」といいます。例えば、空気が入った風船を冷やすと、中の空気が縮んで風船が少し小さくなります。これは、物を形づくっている目に見えないほど小さな粒が、冷やされることであまり動かなくなるためです。金属や水も同じように、冷えると少しずつ小さくなります。ただし、水がこおって氷になるときだけは、逆にふくらんで大きくなるという特別な性質があります。
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