理科 第5章
物質のすがた・状態変化
要点編
【既習／完成／最低25問】粒子・融点沸点。
① この章のねらい
ここでは、架空の物質Aを一定の強さで加熱した実験を例にします。表と加熱曲線から融点・沸点を読み取り、条件が変わったときに何が起きるかを見ます。
- 加熱曲線の平坦部を状態変化として読める
- 融点・沸点を表またはグラフから求められる
- 密度を質量÷体積で求められる
- 純物質と混合物を融解のしかたで区別できる
② 図と説明
下の図を順に見てください。各図の下に、その図の読み方を書いてあります。
図 1. 物質の分類
純物質と混合物を分ける。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。
三態は粒子の並びと動きで区別する
固体は規則正しく並び動きにくいです。液体は形が決まらず、気体は容器いっぱいに広がります。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
図 2. 溶解度曲線
温度と溶ける量の関係。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。
温度が止まっているところが状態変化
状態変化の最中は加熱しても温度がほぼ一定です。与えた熱は結び付きの変化に使われます。その温度が融点または沸点です。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
③ 続きの説明
3. 密度は質量÷体積
単位をそろえてから割ります。同じ質量でも体積が大きいほど密度は小さくなります。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
4. 純物質は一定の温度で状態が変わる
混合物は温度の幅をもって溶けることがあります。加熱曲線を比べるときは一定か範囲かを見ます。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
受験で押さえる（この章）
語呂は「音↔記号↔意味」の対応表まで書いて初めて覚え方が完成する。そのあと実験・計算の文脈で使う。
覚え方この章の覚え方・語呂
語呂は「何と何が対応するか」が見えて初めて使える。下の矢印の左右を声に出してつなぐ。そのあと「なぜその性質／公式になるか」まで言える状態にする。
必暗実験定石
変えた条件・そろえた条件・測定値を先に書く。覚え方より手順が本命。手順を言えたら「なぜその集め方／検出か」を一言添える。
- 状態変化温度変化と熱の出入りをセット／純物質と混合物
- 密度測定質量と体積の単位をそろえる／空気の泡に注意
戦い方理科の戦い方
知識で得点を確保し、計算・考察に時間を残す。単位を先に固定する。わからない用語は、定義→例→対比の順で戻す。
- 手順知識問題で得点を確保し、計算・実験考察に時間を残す
- 手順実験問題は「何を変えたか／何をそろえたか／何を測ったか」を先に書く
- 手順単位・有効数字・グラフの軸を見直す。計算は式を残す
- 手順生物・地学の用語は定義を一文で言えるかだけ確認して次へ
- 手順毎日15分：学習中の単元の「受験で押さえる」を音読＋書き
- 手順毎日30〜50分：弱点単元の⑤⑥または⑦を1セット
- 手順近い用語・近い年代・近い数値の取り違え
- 手順問題文の一部だけ合っていて結論がずれる選択肢
⑤ 公式・用語
| 名称 | 内容 | メモ |
|---|---|---|
| 密度 | d = m / V | — |
| 融点 | 固体→液体の平坦部 | — |
| 沸点 | 液体→気体の平坦部 | — |
用語
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 融解 | 固体が液体になること |
| 昇華 | 固体が直接気体になること |
| 密度 | 物質の一定体積あたりの質量。質量を体積で割って表す。 |
⑥ 手順
加熱曲線の読み方
- 温度が一定の区間を探す
- その温度を融点または沸点とする
- 平坦部のあいだは状態が混ざっていると考える
- 温度が上がる区間は粒子の運動が増えている
⑦ 例題
途中の考え方を追うための例です。演習は問題編で行います。
質量20g・体積10cm³の密度は。
考え方
20÷10=2。 まず問題文から与えられた量・単位・向きを取り出し、図のどの部分に対応するかを確認します。次に式または規則に数値や条件を順に当てはめ、計算や判定の途中を省かずに進めます。最後に単位、向き、桁、問いへの答え方が合うかを検算し、根拠と結論を結びます。
答え：2 g/cm³
加熱中に60℃で一定のとき何が起きているか。
考え方
熱が結び付きの変化に使われるため温度が上がりません。 まず問題文から与えられた量・単位・向きを取り出し、図のどの部分に対応するかを確認します。次に式または規則に数値や条件を順に当てはめ、計算や判定の途中を省かずに進めます。最後に単位、向き、桁、問いへの答え方が合うかを検算し、根拠と結論を結びます。
答え：状態変化（融解または沸騰）
加熱曲線で温度が上がる区間では、粒子に何が起きているか。
考え方
まずグラフの平坦部ではなく、右上がりの区間を選びます。次に加えた熱が状態変化ではなく粒子の運動を激しくするために使われると考えます。最後に温度上昇と粒子の運動エネルギーの増加を対応させ、融解や沸騰とは区別して答えます。グラフの横軸の時間と縦軸の温度も読み違えないよう確認します。
答え：粒子の運動が激しくなっている
⑧ 入試での使われ方
- 用語は定義と具体例で覚える
- 平坦部を先に探す
- 状態変化と化学変化を混同しない
- ⑤基本：005net基本問題 ⑥標準：005net標準 ⑦応用：JS88型の実験連鎖＋本アプリ
- 理科の学習（005net）で基本→標準を章ごとに
- JS88理科過去問で四分野の配分と実験連鎖を確認
⑨ よくある誤り
- 両端の温度だけ見て融点を決める
- 粒子の種類が変わると答える
⑩ 確認
次ができたら問題編へ進んでください。
- 用語は定義と具体例で覚える
- 三態を粒子で説明できる
- 融点・沸点を読み取れる
- 密度を計算できる