理科【基本】水の状態変化

問１

水の状態変化について、□に当てはまる言葉、数を答えなさい。

（１）

① 水の固体を \(\boxed{ア}\) 、液体を \(\boxed{イ}\) 、気体を \(\boxed{ウ}\) といいます。

② 水が固体から液体になることを \(\boxed{エ}\)、水が液体から固体になることを \(\boxed{オ}\) といいます。

③ 水が液体からから気体になることを \(\boxed{カ}\)、水が気体から液体になることを \(\boxed{キ}\) といいます。

答え（１）

① ア：氷　イ：水　ウ：水蒸気
② エ：融解ゆうかい　オ：凝固ぎょうこ
③ カ：気化　キ：凝結ぎょうけつ（液化）

解説（１）

（２）

① 水がおこると、体積は約 \(\boxed{ア}\) 倍になり、水が水蒸気になると体積は約 \(\boxed{イ}\) 倍になります。

② 水は \(\boxed{ウ}\) ℃のとき、最も体積が小さくなります。

答え（２）

① ア：1.1　イ：1700
② ウ：4

解説（２）

② ほとんどの物質は、温度が高くなるほど体積は大きくなり、その割合は一定である。一方、水の温度に対する体積の変化は特異であり、温度が4℃より高くても低くても、体積は大きくなる。

（３）

① 水が内部からも水蒸気に変化する（はげしくわき立つ）現象を \(\boxed{ア}\) といいます。

② 水が表面からも水蒸気に変化する現象を \(\boxed{イ}\) といいます。

答え（３）

① ア：沸騰ふっとう
② イ：蒸発じょうはつ

解説（４）

① 沸騰する温度は100℃で、この温度を沸点という。
② いろいろな温度（100℃以下でもよい）で、水の表面から静かに気化する。気温が高く、湿度が低く、風が強い条件のとき、蒸発はさかんになる。

（４）

① 氷は \(\boxed{ア}\) ℃になると溶け始めます。氷と水がまざった状態のときは温度は変化しません。

② 水は \(\boxed{イ}\) ℃になると沸騰ふっとうします。このときの温度を \(\boxed{ウ}\) といいます。水と水蒸気がまざった状態のときは温度は変化しません。

答え（４）

① ア：0
② イ：100　ウ：沸点ふってん

解説（４）

【水の沸点と気圧】
水が沸騰する温度は気圧と関係がある。そのため、気圧が高くなるほど沸点は高くなり、気圧が低くなるほど沸点は低くなる。

（５）

「水の3つの状態」について説明している文として、まちがっているものを、ア～エから選びなさい。

ア. 氷水の入ったコップの外側に水滴がつくのは、水蒸気が水へと変化するからである。

イ. 飲み物が氷で薄まるのは、氷が水へと変化するからである。

ウ. 水を沸かすと湯気が立つのは、水が水蒸気へと変化するからである。

エ. 洗濯物を干しておくと乾くのは、水が水蒸気へと変化するからである。

答え（５）

ウ

解説（５）

ウ：水蒸気が水へと変化するから。水蒸気（気体）は目に見えない。

（６）

1gの水（液体）をすべて氷（固体）にしたときの重さはどうなりますか。ア～ウから選びなさい。

ア. 重くなる

イ. 軽くなる

ウ. 変化しない

答え（６）

ウ

解説（６）

固体、液体、気体に状態が変化しても重さは変わらない。

問２

どんな時に水滴ができるのかを調べるため、以下のような実験をしました。

【実験】

冷蔵庫で冷やした水と、室温の水、熱いお湯を用意し、室温に置いておいた同じガラスのコップA、B、Cにそれぞれの水を同じ量ずつ入れます。しばらくした後、水滴がつくかどうかを調べます。

（１）コップの外側に水滴がついたのはどれですか。図のA～Bから選びなさい。

答え（１）

A

解説（１）

（３）を参照

（２）コップの内側に水滴がついたのはどれですか。図のA～Bから選びなさい。

答え（２）

C

解説（２）

お湯から蒸発した水蒸気が、ガラスの表面で冷やされて水に変化したから。

（３）コップの外側に水滴がついた理由を答えなさい。ただし、以下に示した言葉をすべて使いなさい。

気体　液体　空気中　水蒸気

答え（２）

空気中にふくまれる水蒸気が冷やされて、気体から液体に変化したから。

問２

冬、部屋の内側の窓ガラスに水滴がついています。窓ガラスに水滴をつけないようにするためには、どのような工夫をすればよいですか。方法を1つ書きなさい。

答え

（例）窓を開ける

解説

冬の外の空気の温度は、部屋の内側の温度より低い。窓は外と接しているため、内側の表面も室内の空気の温度より低くなっている。そのため、室内の空気中の水蒸気が窓で冷やされて、水滴になる。よって、室内と外の温度を等しくする方法を考えればよい。

問３

図のようにフラスコの中に水を入れ、ガスバーナーで熱しました。しばらく熱すると、ガラス管の先から泡が出始めました。

（１）水が急に泡立ち、ふき出すのを防ぐために入れる小さなつぶは何ですか。

答え（１）

沸騰石ふっとうせき

（２）加熱を続けると、フラスコの中の水からも泡が出るようになりました。このような現象を何といいますか。

答え（２）

沸騰

（３）（２）のとき、フラスコの中の水から出ている泡の正体は何ですか。

答え（３）

水蒸気

（４）（２）の現象が始まってしばらくすると、ガラス管の先から出る泡は出始めたときと比べてどのようになりましたか。ア～エから選びなさい。

ア. 生じる泡が増え、水の表面に向かっていく。

イ. 生じる泡は変わらず、水の表面に向かっていく。

ウ. 生じる泡が増え、ガラス管の先で泡はすぐに消える。

エ. 生じる泡は変わらず、ガラス管の先で泡はすぐに消える。

答え（４）

ウ

解説（４）

加熱し始めよりも、沸騰状態では水蒸気が多く発生するため泡は増える。生じた水蒸気はガラス管の先で、ビーカーの水に冷やされすぐに水に変化するため泡は消える。

（５）（２）のとき、ガラス管をビーカーの中から取りはずしたところ、ガラス管の先から湯気が出てくるのが見られました。湯気が白く見えるのはなぜですか。

答え（５）

水蒸気が水のつぶに変化したから。

問４

グラフは、ビーカーに入れた氷に一定の熱を加え続けたときの、氷または水の温度変化を表したものです。

（１）グラフのAとBの温度はそれぞれ何℃ですか。

答え（１）

A：0℃　B：100℃

（２）氷がすべて溶け終わった点を、グラフのa～gから1つ選びなさい。

答え（２）

d

（３）水蒸気が冷やされて水になる変化として正しいものを1つ選びなさい。

ア. ぬれた洗たく物を外で干しておくとかわいた。

イ. 寒い日に部屋で暖房を使うと、窓ガラスの内側がぬれてきた。

ウ. 冷凍庫に入れた水がこおっていた。

答え（３）

イ

解説（３）

水蒸気が冷やされて水になる：気体 → 液体（凝結）
ア：液体 → 気体（気化（蒸発））
ウ：液体 → 固体（凝固）

問５

冷蔵庫で冷やしておいたお茶が入ったペットボトルを、冷蔵庫の外に出しておきました。しばらくすると、ペットボトルの表面に水滴がついていました。

（１）ペットボトルの表面に水滴がつく前の重さをはかると550gでした。水滴がついた後で重さをはかると、どのようになりますか。ア～ウから選びなさい。

ア. 550gより軽くなる

イ. 550gより重くなる

ウ. 550gになる

答え（１）

イ

（２）次の文章は（１）のようになる理由を説明したものです。文中の□に当てはまる言葉を、あとの語群からそれぞれ選びなさい。

ペットボトルの表面についた水滴は、空気中にふくまれている \(\boxed{ア}\) がペットボトルで \(\boxed{イ}\) て、姿を変えたものであるため。

語群 【　酸素　二酸化炭素　水蒸気　冷やされ　温められ　】

答え（２）

ア：水蒸気　イ：冷やされ

問６

図のように、20℃の水10gを入れた試験管を、「寒剤」につけて冷やす実験を行いました。

（１）文中の「寒剤」とは、氷に何を混ぜたものですか。名前を答えなさい。

答え（１）

食塩

解説（１）

氷と食塩を3対1の重さで混ぜると、約-20℃まで下がる

（２）グラフは、冷やした時間と温度の関係を表したものです。

① グラフの点aと点bでの状態として正しいものを、次のア～オからそれぞれ1つずつ選びなさい。

ア. 氷のみ

イ. 水のみ

ウ. 水蒸気のみ

エ. 氷と水

オ. 水と水蒸気

答え（２）- ①

a：イ　b：エ

② 水がこおり始めた温度は何℃ですか。

答え（２）- ②

0℃

③ 冷やし始めてから10分後に水がすべて氷に変わりました。その後、温度計の目盛りはどのようになりますか。次のア～ウから1つ選びなさい。

ア. 0℃より下がっていく

イ. 0℃より上がっていく

ウ. 0℃のまま変化しない

答え（２）- ③

ア

問７

（１）空気中に水蒸気がふくまれている割合を湿度といいます。部屋の湿度をはかったところ、気温が16℃、湿度が55%でした。このときの部屋の空気1m³に含まれている水蒸気は何gですか。ただし、16℃、1m³の空気中には最大で13.6gの水蒸気を含むことができます。

答え（１）

7.48g

解説（１）

13.6 × 0.55 = 7.48(g)

（２）湿度は乾湿計ではかることができます。図は乾湿計です。表1は湿度の算出表の一部を示したものです。乾湿計は乾球と湿球の2本の温度計からできていて、乾球は気温（℃）を示します。また、湿球には球部に水でぬれた布がまきつけてあります。

以下の文章は、乾湿計で湿度がはかれる理由を説明しています。

　湿球の球部から水が \(\boxed{ア}\) するとき、\(\boxed{イ}\) をうばうので、湿球の示す温度は乾球の示す温度より \(\boxed{ウ}\) なります。この温度差は、空気が乾いているときほど大きくなります。この温度差を測定し、算出表から湿度（%）を求めることができます。

① □に当てはまる言葉を答えなさい。

答え（２）- ①

ア：蒸発　イ：熱　ウ：低く

② 青字部分について、この現象を利用した具体例はどれですか。ア～オから、正しいものをすべて選びなさい。

ア. 地面に水をまくと、地面の温度が下がる。

イ. 水そうの水が減る。

ウ. 電子レンジで食べ物をあたためる。

エ. 湿っていた洗濯物が乾く。

オ. 汗をかくと体温が下がる。

答え（２）- ②

ア、オ

表2はある日の乾湿計の目盛りを示したものです。表1の算出表を用いて、以下の問いに答えなさい。

表2

③ 8時の気温と湿度をそれぞれ答えなさい。

答え（２）- ③

気温：20℃　湿度：64%

解説（２）- ③

気温は乾球の温度。
表2より乾球の温度（気温）は20℃、湿球の温度は16℃より、その差は4℃。

表1より湿度は64%

④ 18時の湿度は8時に比べて高いか低いか答えなさい。

答え（２）- ④

低い

解説（２）- ④

表2より18時の乾球の温度（気温）は21℃、湿球の温度は16℃より、その差は5℃。

表1より湿度は57%、よって18時のほうが低い

⑤ 13時の湿度は59%でした。このとき、表2のアにはいる数を答えなさい。

答え（２）- ⑤

23

解説（２）- ⑤

表1より湿度が59%のとき、
乾球16℃、乾球と湿球の温度差4 ⇒ 湿球12℃ ×
乾球23℃、乾球と湿球の温度差5 ⇒ 湿球18℃ ○