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氷に関する問題

2020年桜蔭中学の問題です。

Ⅴ　空のコップと水の入ったコップがあります。そこに同じ大きさの氷を，それぞれ1つずつ
入れると，水の入ったコップに入れた氷のほうが早くとけます。そこで氷のとけるようすを調
べるために，つぎのような実験を行いました。あとの問いに答えなさい。

［実験］
　同じ形の，空の500mLのペットボトル（プラスチックのラベルは外してある）が3本ある。
ペットボトルAは下から1cmのところに，ペットボトルBは下から10cmのところに，それぞれ直径5mm程度の穴を1つあけた。ペットボトルAとBは穴をビニールテープでふさぎ．穴をあけていないペットボトルCとともに，下から15cmのところまで水を入れ，キャップを外したまま立てて凍らせた。25℃の部屋で，図のように，凍らせた3本のペットボトルを流しの中の台に置き，ビニールテープを外して氷がとけるようすを観察した。

問1氷がとけ終わるまでの時間が短い順にA，B，Cの記号で答えなさい。また，その理由をつぎのア～オからすべて選び，記号で答えなさい。
　ア．空気は水より熱を伝えやすいから。
　イ．水は空気より熱を伝えやすいから。
　ウ．穴からあたたかい空気が入りこみ，内部で対流をおこすから。
　工．氷がとけた水が氷のまわりを覆うことによって氷がとけやすくなるから。
　オ．穴から水がぬけることによって，熱が均等に伝わるから。

問2　ペットボトルA～Cの氷が半分ほどとけたときの氷のようすをア～オから，とけた水の高さをあ～おからそれぞれ選び、記号で答えなさい。

【解説と解答】
問１水は空気よりも熱を伝えます。また氷は溶けると水になり、氷は浮きます。したがって下の方に水がたまり、水が出ていきます。したがって水がたまっている方が溶けやすくなるので、C→B→Aの順に溶けます。
（答え）順序Ｃ→Ｂ→Ａ理由イ，エ
問２ Aは水が抜けるので、氷が下にいます。Bは少し抜けますが、下から10cmのところに穴があるので、その下は水がたまっているから溶け、それより上はとけにくくなるのでオ。Cは水が残っているので氷は浮いてイの状態になります。水の高さはAが一番なくなるので、お。Bは下から10cmのところに穴があるので、え。Cは氷が溶けて、氷よりも体積が減るので、い。
（答え）氷のようすＡア　Ｂオ　Ｃイ
　　　　水の高さ　Ａお　Ｂえ　Ｃい

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