【理科のコツ】ものの体積と温度

今回は、ものの体積と温度について喋っていきます。この実験、学校でやった事ありますか？

こちらに金属の玉があってこの輪をギリギリすり抜ける事が出来ます。種も仕掛けもございません。ただ、このように輪っかをすり抜ける事が出来るんです。ですが、金属を加熱します。さっきまで通過していたのに、通らなくなります。これはちっちゃい輪っかを用意した訳じゃないです。同じ鉄球です。温めただけなのに通らなくなったんです。けど、水で冷やしてあげると、また元通りに通過する事が出来ます。こんな実験を学校でもやってみましたか？

これは何かというと、温める事によって体積、ものの大きさがちょっとでかくなるんです。冷やすとキュッとなります。皆も暖かいとテンション上がりませんか？そして、寒いとあまり動かないですよね？それと同じで、実はこういう物質、ものっていうものを構成しているのは原子というちっちゃい目に見えない粒々です。この粒々が温まる事によって、元気になって、目では見えないけどちょっと大きくなるんです。

だから、この輪っかと金属はギリギリです。こんな大きい輪っかを、こんな小さいものが通過して温めたからって引っ掛かったりはしないです。実際に実験した事のある子とない子では感覚的にズレが生じてくるようなジャンルの所です。例えば日常生活だと、鉄道の線路があります。線路って実はよく見てみると、レールの隙間がちょっとあいています。車とかで通過する橋がありますが、ちょっとスペースあいています。わざとちょっとあけていて、鉄橋とかで使われている鉄とか、レールで使われている鉄とかは夏になって熱々になると、体積が膨張してでかくなるんです。だから、計算してわざとちょっと隙間あけているんです。

例えば、パリとかあっちの方にあるエッフェル塔という鉄塔知っていますか？あれは夏場になると15センチぐらい身長伸びます。だから鉄とかの金属というのは、温めたりすると大きくなる特徴があります。詰め詰めでやってしまうと膨張してグネッってなって脱線事故みたいになってしまうからわざと隙間あけていたりします。

日常生活にもこういった学校で習った事が応用されて使われているんです。金属限定で喋っていますが、実は空気、こういった気体というものとか、なんだったら人間もそうです。ドライヤーで体を温めればちょっと身長伸びます。身体測定の時にはドライヤーで身体を温めてから身長伸ばしにいって下さい。どれぐらい変わるかは人によると思います。気体は特に体積が変わりやすかったりします。そういったものは体積を絡めた問題に発展してきたりします。なので、こういった実験、多分見た事ないような実験に発展した問題とかにもなってきます。

本日は、ただ温めたら体積はでかくなるんです、というそれだけの話です。ですが、気体の場合は圧力も関与してきて、色んな実験に発展していくのでそういった問題を一緒に練習していきましょう！