水はあたためると

質問

小学校6年の子供に質問されたのですが、
テキストに「水はあたためると体積が増え、冷やすと減る（４度以上の時）」とありました。
子供曰く、「あたためて沸騰すると気体になって減るんじゃないの？」と。私も回答に困ってしまい(^^ゞ、どう説明すれば理解できるのかわかりません。
よいアドバイスをお願いします。

回答No.7

aka_tombo · ベストアンサー

液体の膨張の話ですから、蒸発量が少ないという前提、せいぜい5度から４０度程度の範囲で起こる現象と前提を制限すればいかがでしょう。
お茶のペットボトルに絵の具で色を付けた水をいっぱいに入れ、ストロー（長い方が良いでしょう）をふたに取り付けてコーキングか何かで水のシールをした温度計のようなものを作ります。
初めの液面。お風呂に浸けたときの液面の位置の変化、更にそれを氷水に入れたら・・・というような実験で感じがわかるのではないでしょうか。
気体になって減ることはもちろん常温でも起きるわけですが、「液体であるとき」という前提でもって話をしないと、ややこしくなるばかりではないでしょうか。

棒温度計もあげすぎたら玉が割れて壊れますから、「液体であるときは」ですね。

お礼

実験してみました。
子供も納得したようです。
ありがとうございましたm(__)m

回答No.8

nayu-nayu

細かい理屈は抜きにして、質問者さんのご家庭には圧力鍋はありますか？

圧力鍋で加熱を辞めて蓋を開けたいときに、レバーを倒して中の蒸気を追い出す仕組みがあります。

結構、凄い勢いで蒸気が飛び出てくると思います。

水が暖まって気体になった。
→体積が増えた
→圧力鍋の中でギュウギュウ詰めの状態
→レバーを倒すと、体積が増えた水蒸気が、一気に吹き出てくる。
→吹き出てくるのが体積が増えた証拠。

こんな説明はどうでしょう？
もし実験する場合は火傷には気をつけて下さい。

回答No.6

ht1914

液体の体積膨張はどうやって測ればいいのかというのに絡んだ質問だと思います。温度を上げればどうしても蒸発という問題が生じるので温度による体積の膨張の部分だけを知るのが難しくなります。そこを聞いているのでしょう。液体だけを見て体積が大きくなっていることを示すことが出来たら蒸発の分を入れるともっと膨張しているということになります。
沸騰させてしまうと蒸気損失が大きくなります。液面も動きます。５０度程度の温度上昇で充分でしょう。小さな体積変化を拡大してみたい時、よくやるのはフラスコの口に細いガラス管を立てることですが家庭で出来る事かどうかは分かりません。どなたかいいアイデアを持ったおられたらおっしゃってやって下さい。
水の温度が上がれば水の体積が増えるということが示されなければ水の体積は４℃で一番小さい・・・というような話も空しいものになります。子どもさんの質問はいいところをついていると思います。今までの方の解答はそれに答えていないように思います。

回答No.5

noname#160321

皆様良いお答えをされていますが、化学屋から言うとやはり「分子」について教えてあげてください。
分子について教えるためには「状態変化」「遷移」についても教え無くはいけません。
でも最近は「朝日新聞」「ののちゃんの質問室(？)」で藤原ひとみ先生(この人の本業はなんでしょう)が答えてくれます。
探してみて下さい。
「分子」「状態変化」だけで今年の夏休みの宿題は終わり！そして中学の理科の成績トップ間違いなし。
^o^

回答No.4

noname#22222

水は、個体、液体、気体の３つの存在の仕方が可能です。
通常は、

０℃以下・・・・・・氷。
１００℃未満・・・水。
１００℃以上・・・気体。

「水はあたためると体積が増え、冷やすと減る（４度以上の時）」とは、０℃以下、１００℃未満の状態の話です。
ただ、暖める場合、局所的に沸点に達する部分もあるので、ちと、ややこしい。
が、いずれにしろ、温度によって分子運動が激しくなり体積が増えるのは間違いありません。
沸騰すれば、水という密接な関係が壊れより広い体積でないと存在できない訳です。
ですから、気化部分も含めて考えるというのがミソです。
液体部分は体積が増えつつも気化量との関係で見かけの量が減っているということ。
このことを教える必要があります。

回答No.3

zono7

下の方の補足になりますが，水蒸気も水です。液体だけが水ではないのです。だから正確には，「温めると液の水は減るが，その分水蒸気となり，はるかに体積が増えている」が正しいかと。

「水蒸気も水」。どうしてもイメージし辛いですよね・・・？

回答No.2

G_pandaZ

やかんや、ビーカーに水を入れて、沸点まで水を
温めると、確かに水が減っていくのが視覚的に『見えて
しまう』ので、混乱するのでしょうね。

簡単な実験をして体積膨張を見せてあげたら
どうでしょうか。
やかんや、ビーカーの上に透明のビニールをかぶせた
状態で水を沸騰させると、当然ビニールが膨らんで
『見えます』。見せてあげれば、納得してくれるのでは？

回答No.1

noname#19112

気体になったら体積ふえるんじゃあ～
と回答しましょう