一般小学生
まとめ
【定義】
物質の状態変化や温度変化に伴い、その物質が占める空間の大きさ（体積）が増減する現象である。
まとめ
物質は一般に、温度が上がると熱膨張によって体積が増加し、温度が下がると収縮する。ただし、水が氷になる際のように、状態変化に伴い体積が増加する例外も存在する。
解説
物質を構成する粒子は、温度が高くなると熱運動が激しくなり、粒子同士の間隔が広がるため、物質全体の体積が増加する。これを「熱膨張」と呼ぶ。固体や液体に比べて、気体は温度変化による体積の変化が非常に大きい。また、物質の状態が変わる「状態変化」の際にも体積は大きく変化する。多くの物質は液体から固体になるときに体積が減少するが、水は例外的な挙動を示す。水分子は、氷の結晶構造を作る際に隙間の多い配置をとるため、液体から固体（氷）に変わることで体積が約1.1倍に膨張する。この性質は、寒冷地での水道管の破裂などの原因にもなる。実験においては、丸底フラスコを用いた液体の膨張確認や、膨張率の異なる金属を組み合わせたバイメタルの変形などが、温度変化と体積の関係を示す代表的な例として挙げられる。
小学生のみなさんへ
物は、温められたり冷やされたりすることで、大きさが変わることがあります。これを「体積の変化」といいます。ほとんどの物は、温めると大きくなり、冷やすと小さくなります。ところが、水だけは特別です。水は氷になるとき、ふくらんで大きくなるという不思議な性質を持っています。理科の実験では、お湯で温めたフラスコの水の高さが変わることや、2種類の金属を貼り合わせた「バイメタル」が熱で曲がることなどで、この変化を確かめることができます。
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