このページでは「密度を使った計算問題のうち、物質を特定・推定する実験」について解説しています。
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1.密度の求め方
$$密度=\frac{質量}{体積}$$
密度とは単位体積あたり(1cm3あたり・1m3あたり・1Lあたり)の質量を表します。
例えば水の密度は1g/cm3です。
これは「水1cm3で1gの質量がある」という意味です。
鉄の密度は7.87g/cm3です。
これは「鉄1cm3で7.87gの質量がある」という意味です。
密度は物質の種類によって異なります。
つまり密度が分かれば、その物体がどの物質でできているかを推測できます。
2.密度を使って物質を推定する実験
例題
100cm3の水が入ったメスシリンダーに195gの金属球を入れた。すると水面は125cm3を示した。(↓の図)
このとき、この金属球の金属の種類として正しいものはどれか。表の中から選びなさい。
(答)
金属の種類を特定するために必要なのは密度です。この金属球の密度を求めてみましょう。
密度の求めるには、金属球の質量と体積が必要です。
質量とは「g」や「kg」「mg」で表される量のこと。
この金属球の質量は195gです。(問題文より)
次に体積。
体積とは、その物体の「大きさ」を表していると考えてください。
その単位は「cm3」「m3」「L」など。
※立方○○はすべて体積の単位です。
※1L=1000cm3です。覚えておくと便利です。
この場合、体積を考えるには金、属球を水に沈めたときの「水面の変化」を確認します。
水面は25cm3だけ上昇しています。(↓の図)
これは金属球の体積(大きさ)の分だけ水面が上昇しているはずなので
金属球の体積は25cm3ということです。
よって密度は・・・
$$密度=\frac{質量}{体積}$$
$$=\frac{195g}{25cm^3}=7.8g/cm^3$$
となります。
表で密度が最も近いの物質は鉄(7.87g/cm3)です。
よってこの金属球は鉄でできていると考えることができます。
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