一般小学生
まとめ
- 1cm³などの、比較の基準となる一定の大きさのこと。
- 物質の密度を比較する際の基準となり、単位体積あたりの質量を「密度」と呼ぶ。
- 温度変化によって体積が変化すると、単位体積あたりの質量が変わり、対流などの現象を引き起こす。
解説
物質の性質を比較する際、体積が異なると重さを単純に比べることができません。そこで、1cm³という共通の基準を用います。これが単位体積です。
例えば、質量96gで体積が96cm³の空気があるとき、その密度は1g/cm³（96÷96）となります。この空気を加熱して体積が100cm³に膨張した場合、質量は96gのままですが、単位体積あたりの質量は96÷100=0.96g/cm³となり、加熱前よりも小さくなります。このように密度が小さくなった空気は、周囲の密度の大きい空気よりも相対的に軽くなるため上昇します。
小学生のみなさんへ
「単位体積」というのは、重さを比べるときに使う「決まった大きさ」のことです。ふつうは、1cm³（たて・よこ・高さが1センチメートルのサイコロの大きさ）を基準にします。
例えば、わたあめと鉄の重さを比べるとき、大きさがバラバラだとうまく比べられません。そこで、「同じ1cm³の大きさならどちらが重いか」を考えるのが、単位体積の考え方です。
空気を温めると、空気はふくらんで大きくなります。重さは変わらないのに大きさだけが大きくなるので、1cm³あたりの重さは軽くなります。軽くなった空気は上の方へ動いていきます。これを「対流」と呼び、熱が伝わる原因になります。
ルラスタコラム
熱気球が空に浮かぶのは、気球の中の空気を温めて「単位体積あたりの重さ（密度）」をまわりの空気よりも軽くしているからなんだよ！
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