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小学6年生 (11-12歳)

小学6年 いろいろな気体 わかりやすく

Various Gases

空気は目に見えませんが、ちっ素や酸素、二酸化炭素など、いくつもの気体がまざったものです。 いちばん多いのはちっ素で約78%、呼吸に欠かせない酸素は約21%をしめています。 気体はとても小さな粒でできていて、あたためると粒が速く動いて体積がふえ、せまいところにおしこめるとかべを強くおし返します。 このページでは温度と体積を変えながら、線香と石灰水で3つの気体を見分ける方法も図でたしかめます。

あたためると粒が速くなる

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💨 あたためると速くなり、体積がふえる
①気体の粒は目に見えませんが、休まずあらゆる向きに動き回り、かべにぶつかっています
②温度が上がると粒はもっと速く動き、かべをより強く、より何度もおします。そのため図のふたがおし上げられ、気体の体積がふえます
③へこんだピンポン玉をお湯に入れるともとにもどるのも、ゴム風船をかぶせたフラスコをあたためると風船がふくらむのも、同じ理由です
④スライダーの数字は℃ではなく、くらべるための目もりです

空気の中の3つの気体

🌬️ 線香と石灰水で気体を見分ける
①空気は、ちっ素約78%、酸素約21%、残り約1%のアルゴンや二酸化炭素などがまざったものです
②酸素にはものを燃やすはたらきがあり、線香を入れるとほのおを上げて激しく燃えます
③二酸化炭素には火を消すはたらきがあり、線香の火が消えます。また、石灰水を白くにごらせます
④ちっ素はほかの物質とほとんど反応しないので、スナック菓子のふくろにつめると、しけたり悪くなったりするのをおくらせます

おすと体積がへり、圧力が大きくなる

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💡 体積と圧力の関係
①口をふさいだ注射器のピストンをおすと、中の空気の体積が小さくなります
②粒の数は同じままなのに場所がせまくなるので、粒がかべにぶつかる回数がふえます。そのぶん圧力が大きくなり、ピストンをおし返す力も強くなります
③体積を半分にすると、圧力ははじめの約2倍になります
④水を入れた注射器は、強くおしても体積がほとんど変わりません。おしちぢめられるのは気体ならではです

まとめ

空気のなかみ
空気 = ちっ素（約78%）+ 酸素（約21%）+ その他（約1%）
二酸化炭素は、その他の1%の中のごくわずか（約0.04%）です
温度・圧力と気体の体積
温度 ↑ → 体積 ↑ ／ おす力（圧力）↑ → 体積 ↓
気体は液体や固体よりも、温度や圧力によって体積がずっと大きく変わります
🎯 大事なポイント
①空気の大部分は、ちっ素（約78%）と酸素（約21%）です
②酸素は線香を激しく燃やし、二酸化炭素は線香の火を消して石灰水を白くにごらせます
③ちっ素はほとんど反応しないので、食品のふくろづめに使われます
④温度が上がると粒が速くなり、気体の体積がふえます
⑤気体をおして体積をへらすと、圧力が大きくなります

例題と単元テスト

例題 1
3つの集気びんに、酸素・二酸化炭素・ちっ素が1つずつ入っています。線香と石灰水を使って、3つの気体をどう見分けますか。
1
火のついた線香を入れて、ほのおを上げて激しく燃えたびんが酸素です。
2
残りの2つのびんでは、線香の火がどちらも消えます。そこで石灰水を入れてふり、白くにごれば二酸化炭素、すきとおったままならちっ素です。
▸ 線香が激しく燃えれば酸素、火が消えて石灰水が白くにごれば二酸化炭素、火が消えて石灰水がすきとおったままならちっ素
線香だけでは、二酸化炭素とちっ素を見分けられません。石灰水も使うと、3つとも見分けられます。
例題 2
注射器の口を指でふさいでピストンをおすと、中の空気の体積が小さくなります。このとき圧力はどうなりますか。また、それはなぜですか。
1
粒の数は変わらないまま、空気がせまい場所に集まります。
2
せまくなった場所で粒がかべにぶつかる回数がふえるので、圧力が大きくなります。だから強くおすほど、ピストンが指を強くおし返します。
▸ 圧力は大きくなる。同じ数の粒が、せまい場所でかべにより多くぶつかるから。
体積を半分にすると、圧力は約2倍になります。上の図で体積を50にすると圧力がはじめの2.0倍と出るのも、同じことです。
単元テストの形式
いろいろな気体についての説明として正しいものはどれですか。
①空気の中でいちばん多いのは酸素である。
②気体をおして体積をへらすと、圧力が大きくなる。
③二酸化炭素を入れた石灰水は、よりすきとおる。
④温度が上がると、気体の粒の動きはおそくなる。
⑤ちっ素の入った集気びんに線香を入れると、激しく燃える。
▸ ② 気体をおして体積をへらすと、圧力が大きくなる。
1
体積がへると、同じ数の粒がせまい場所でかべにより多くぶつかるので、圧力が大きくなります。
2
空気の中でいちばん多いのはちっ素で（①）、二酸化炭素は石灰水を白くにごらせます（③）。温度が上がると粒は速くなり（④）、線香を激しく燃やすのはちっ素ではなく酸素です（⑤）。
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