中学受験理科 てこの問題について

質問

こんにちは
あけましておめでとうございます。

中学受験理科のてこの問題について質問があります。

同じ感覚でしるしをつけた棒の中心に糸をつけ、それを天井からつるして、水平に釣り合ったてこを作りました。
支点からそれぞれ等しい距離のところに熱いお湯（80度）の入った袋と冷たい水（5度）の入った袋をてこが水平に釣り合った状態になるようにつりさげます。
この状態のまま水槽の水（20度）の中に静かに入れました。

すると、その直後に冷たい水の入った袋の方が下がる

という答えになっているのですが、その理由を納得できるように教えていただけないでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.2

noname#159752 · ベストアンサー

結果から言うと密度の違いです。
（以下、密度＝質量/体積）
温度が高くなると水の分子間での結合力が弱まり体積が大きくなります。
逆に冷たいと結合力が強くなり密度が大きくなります
お風呂なんかで上は温かいのに下が冷たいとかいう経験はないでしょうか？
ないなら試しに温かい水に小量の赤の絵の具入れた容器にゆっくりと青の絵の具を小量入れた冷たい水を容器に這わせて注いでみて下さい。
すると青色の水が赤色の水の下に潜り込んで（沈もんで）行きます。
これと同じで80℃の水は20℃の水より軽いので浮こうとしますが5℃の水は20℃の水より重いので沈もうとします。
中学レベルでは密度とかが理解出来ない可能性があるので実験や図で示してあげるとよいでしょう。

お礼

具体的に解説してくださってありがとうございます
よくわかりました！

回答No.1

wakatonsx

これは水の温度変化による対流の問題ですね。

お湯の中に氷をいれると氷が溶けて冷たい水が下に流れます。
逆に暖かいものは上に上る。

お礼

なるほど！
ありがとうございます<(_ _)>