温度変化に関する問題

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2016年筑波大駒場の問題です。


水の温度が変わるときのようすを調べるための実験を行った。ビーカー内の水には温度の変化を分かりゃすくするために、40 ℃よりも冷たいときには青色、40 ℃よりも熱いときには赤色に変化する液体を加えてある。以下の各問いに答えなさい。

20160501t003

1. 20 ℃くらいの水が入っているビーカーの一部分をガスバーナーを使っておだやかに熱したとき、どのように色が変化しますか。
ア C → F → E の順に赤くなる。
イ C → B → A の順に赤くなる。
ウ A→ D → E の順に赤くなる。
エ A→ B → C の順に赤くなる。

2. 50 ℃くらいに温めて全体が赤くなったビーカーに、氷を入れたポリエチレンのふくろをA の部分にうかべて固定した。ビーカー内の液体の色はどのように変化しますか。ただし、ポリエチレンのふくろの位置はA から変わらないものとする。
ア C → F → E の順に青くなる。
イ C → B → A の順に青くなる。
ウ A→ D → E の順に青くなる。
エ A→ B → C の順に青くなる。

3. 50 ℃くらいに温めて全体が赤くなったビーカーを、図のように手で持ったまま水そうに入れてゆっくりと冷やした。ビーカー内の液体の色はどのように変化しますか。ただし、水そう内には冷たい水が入れてあり、どの部分も同じ温度
であるものとする。
ア 水面( A とD ) が青くなり、中層( B とE )、底( C とF ) の順に青くなる。
イ 全体がゆっくりと青くなる。
ウ A→ B → C → F → E → D →A ・・・のように青くなった液体が回転する。
エ底( C とF ) が青くなり、中層( B とE )、水面( A とD ) の順に青くなる。

20160501t004


【解答と解説】
1
温められたその部分が対流して上に上がっていくのでCBAの順に色が赤く変化していきます。
(答え)イ


冷やされた水はそのまま下に降りていくからABCの順に色が青くなっていきます。
(答え)エ


全体が冷やされるが、冷やされた水はどんどん下に向かって降りていくので、下から順に冷やされていくことになります。
(答え)エ

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