桜修館脳を鍛える　金属の温度と体積の関係 | 桜修館対策専門プロ個別指導塾

温度変化によって金属の体積は変化します。

高温であれば膨張し、低温であれば収縮します。

この体積変化は、固体→液体のような状態変化を伴わなくても起きていることに注意しましょう。

【実験】熱した金属の輪に金属の球は通るのか。
　
今回の実験では、金属の球を１つと輪が２つある金属を用意します。
　
２つある輪をそれぞれA、Bとしておきます。
　
Aの輪は金属球を通しますが、Bは通しません。
　
金属球を熱するとAの輪を通らなくなりました。
　
金属球を冷やすとまたAの輪を通すようになりました。
　
なぜこのようなことが起こったのかというと、
　
金属球が熱せられたことによって体積が大きくなり
　
このことによって輪を通らなくなったからです。
　
また、金属球が冷やされたことによって体積が小さくなり、
　
このことによって輪を通るようになったからです。
　
　
　
穴の大きさは？
　
５円玉や50円玉のような穴空きコインを火であぶると中心の穴はどうなるでしょうか。
　
　
５円玉も熱すると当然ほう張し、５円玉の一番外側は大きくなります。
　
では、５円玉の穴は小さくなるのでしょうか。それとも大きくなるのでしょうか。
　
穴になっているところは金属がないので、
　
金属が穴に向かっても膨張し穴が小さくなるようにも思えますが・・・
　
鉄線のような金属線を例に考えてみると、
　
金属線もレールも同じように熱すると伸びて長くなります。
　
その金属線を丸い輪の形にして熱したと考えると
　
線は伸びて、その丸い輪の直径は大きくなりますとわかります。
　
これは、５円玉で穴が大きくなることと同じといえます。
　
　
　　
　
台所にある（金属でできた）びんのふたも、穴が空いているようなものです。
　
ふたがとれなくなったときに、ふたを熱するととれやすくなります。
　
これは、ガラスよりも金属のふたがぼう張して（ふたの穴が大きくなって）
　
とれるようになっているからです。