化学
１．水の性質
用語理解
① 水の状態・状態変化
固体：形と体積が一定の状態（水では氷）。
液体：体積は一定だが形は変わる状態（水）。
気体：形も体積も一定でない状態（水蒸気）。
物質の三態：固体・液体・気体の3つの状態。
融解：固体が液体に変わること（氷→水）。
凝固：液体が固体に変わること（水→氷）。
気化：液体が気体に変わること。
液化（凝縮）：気体が液体に変わること。
昇華：固体が直接気体になること（中学受験では参考）。
凝華：気体が直接固体になること。
② 沸騰・蒸発
沸騰：
液体全体で起こる気化。
水は 100℃ で沸騰し、内部から泡（水蒸気）が出る。
蒸発：
液体の表面だけで起こる気化。
温度に関係なく起こる。
沸点：
沸騰が起こる温度。水は 100℃。
突沸：
沸騰石を入れないと急に激しく沸騰する現象。
沸騰石：
突沸を防ぐために入れる石。
③ 温度・熱に関する用語
温度：物のあたたかさ・冷たさの度合い。
熱：温度を変化させるエネルギー。
比熱：
物質1gの温度を1℃上げるのに必要な熱の量。
→ 水は比熱が大きい
比熱が大きい：
温まりにくく、冷めにくい。
④ 水の体積変化と密度
体積：物の大きさ。
膨張：温度が上がって体積が大きくなること。
収縮：温度が下がって体積が小さくなること。
膨張率：温度変化による体積変化の割合。
密度：同じ体積あたりの重さ。
4℃の水：
水は 4℃で最も体積が小さく（密度が最大） なる。
水の異常膨張：
4℃以下になると、冷やしても体積が大きくなる性質。
氷が浮く理由：
氷は水より密度が小さいため。
⑤ 状態変化と熱の出入り
融解熱：
氷が水になるときに必要な熱。
凝固熱：
水が氷になるときに放出する熱。
気化熱：
水が水蒸気になるときに必要な熱。
潜熱：
状態変化のときに使われ、温度が変わらない熱。
0℃で温度が変わらない理由：
状態変化に熱が使われているため。
⑥ 水と気体の性質
水蒸気：目に見えない気体の水。
湯気：
水蒸気が冷えてできた細かい水のつぶ（気体ではない）。
体積変化が小さい液体：
水は温度変化による体積変化が小さい。
⑦ 地球環境と水
比熱が大きい水の役割：
地球の気温変化を小さくする。
表層流：海の表面近くを流れる海流。
深層流：深い海をゆっくり流れる海水。
深層水循環：
塩分・温度差によって起こる海水の大きな循環。
海が凍りにくい理由：
氷が浮いて断熱するため。
⑧ 中学受験でよく狙われる暗記ポイント
水が凍る温度：0℃
水が沸騰する温度：100℃
水の体積が最小：4℃
4℃の水：1g = 1cm³
氷は水に浮く：密度が小さい
理解すること
① なぜ水は 100℃で沸騰するの？
答え（必須理解）
水が 液体から気体（水蒸気）に変わる温度 が 100℃だから。
ポイント
沸騰＝水の内部から水蒸気が出る
沸騰中は 温度は上がらない
加えた熱は「温度上昇」ではなく状態変化に使われる
➡「沸騰中なのに温度が一定」は頻出！
② なぜ蒸発は温度に関係なく起こるの？
答え
蒸発は、水の表面の分子が空気中へ飛び出す現象だから。
ポイント
表面だけで起こる
低い温度でも起こる
夜にコップの水が減るのも蒸発
➡「沸騰＝全体」「蒸発＝表面」の対比は超重要
③ なぜ沸騰石を入れないと危険なの？
答え
急に一気に沸騰する突沸を防ぐため。
理由
フラスコがなめらかだと泡ができにくい
ある瞬間に一気に水蒸気が出る → 飛び散る
➡ 実験問題でよく出る安全知識
④ なぜ 0℃ で水の温度は変わらないの？
答え
水が 氷に変わる状態変化 に熱が使われているから。
重要
熱は出入りしている
でも温度は変わらない
状態変化中の熱＝潜熱
➡ グラフ問題で必ず問われる
⑤ なぜ水は 4℃ のとき一番体積が小さいの？
答え
水は 4℃ で分子の並びが最もつまる特別な性質をもつから。
覚える事実
4℃ → 体積最小・密度最大
4℃より冷やすと逆に膨張する
➡ 水だけの異常な性質
⑥ なぜ氷は水に浮くの？
答え
氷のほうが水より 密度が小さい から。
理由の流れ
水は凍ると体積が増える
同じ重さでも体積が大きい
→ 密度が小さくなり浮く
➡「普通の物質」との違いを説明できるかがカギ
⑦ なぜ湖や海は全部凍らないの？
答え
氷が水に浮き、下の水を冷やさないから。
仕組み
表面が凍る
氷がフタの役割（断熱）
下の水は 4℃ 付近で安定
➡ 生物が生きられる理由につながる
⑧ なぜ水は温まりにくく、冷めにくいの？
答え
水は 比熱が大きい から。
比熱が大きい＝
同じ熱でも温度が上がりにくい
地球の気温が安定する
➡ 「海があると気温差が小さい」定番問題
⑨ なぜ水を温めると最初に水面が下がることがあるの？
答え
先にフラスコが温まり、膨張するから。
流れ
フラスコが先に膨張
中の水面が一時的に下がる
水が温まり膨張 → 上がる
➡ 実験装置問題でよく出る引っかけ
⑩ なぜ湯気は「水蒸気」ではないの？
答え
湯気は、水蒸気が冷えてできた 小さな水のつぶ だから。
整理
水蒸気：見えない（気体）
湯気：見える（液体）
➡ 言葉の定義問題で頻出
⑪ なぜ海の深いところは温度が一定なの？
答え
冷たくて重い海水が沈み、ゆっくり循環しているから。
キーワード
深層流
塩分濃度・温度差
深層水循環（約1000年）
➡ 環境問題・地球分野とつながる
⑫ なぜ水は生命にとって重要なの？
答え
水の特別な性質が、地球環境を安定させているから。
まとめ
比熱が大きい → 気温安定
氷が浮く → 生物が生きられる
状態変化に熱が必要 → 温度変化がゆるやか
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