質問

空気を熱したときと水を熱した時を比べると、
どちらの方がよりたいせきが膨張するんでしょうか?

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回答 (3件)

中学生か高校生か分かりませんのでちょっと説明しにくいです。

気体の温度を高くすると膨張します。
圧力が一定の時に空気の温度を17℃から87℃まで70℃上げたとします。
体積は5/4倍になります。膨張しますが空気の量は一定です。
水がある場合、水蒸気が発生します。気体の量は空気の量と水蒸気の量と合わせたものになりますので体積の増加が大きくなります。温度が高いほど蒸気の発生量も多くなります。

気体になってしまえば空気の分子も水蒸気も同じ働きをするとしてかまいません。分子の種類に気体の性質はあまり影響されません。
(空気の分子と水の分子を比べると水の方が小さいです。分子量は酸素32,窒素28,水18です。)


やかんに水を入れて沸騰させたときと空だきの時でふたが大きく動くのはどちらでしょうか。

膨張というのはその分子が暴れる量が大きくなると考えればいいです。
空気の方が水よりも分子の動く自由度が大きいのでより暴れられます。
水を入れた方は温度の上昇により水から空気(水蒸気)が発生してそれが更に暴れまくったからシリンダーをより動かしたんです。
ただの空気より水蒸気の方が分子が大きいので暴れるエネルギーが大きくなります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
本当によくわかりました!!

空気です。
一般に、水などの液体より空気などの気体のほうが、加熱膨張が大きくなります。
自分で確認しようとするなら、水で一杯にしたガラス瓶と同じ大きさの空のガラス瓶に、ゴム膜(ボム手袋などの切れ端)をビニルテープで洩れないようにしっかりと貼り付け、同じ温度のお湯にしばらく漬けると、空気のほうが膨張によりゴム膜が膨らんできます。
一方、水ではほとんど膨らみは起こりません。

この回答へのお礼

丁寧な回答ありがとうございます。
学校の実験で三角フラスコに注射器を付けてお湯に浸したときのシリンダーの動きを測定するというものをしたんですが、
フラスコのなかに何も入れなかったときよりも水を入れたときの方がシリンダーの動きが大きかった理由がわからなくって・・・

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