2017年芝中学の問題です。
次の文を読んで、後の問に答えなさい。
物質には、固体、液体、気体の3つの状態があり、温度や圧力を変えると状態が変化します。図1と図2はそれぞれ水と二酸化炭素が、さまざまな温度と圧力においてどのような状態にあるかを表したグラフであり、状態図といいます。横じくは温度を表していて、左ほど低く、右にいくにつれて高くなります。縦じくは圧力を表していて、下ほど低く、上にいくにつれて高くなります。図1の状態図では、固体、液体、気体の各状態の境界を曲線AB、曲線BC、曲線BDで表しています。同様に図2の状態図では曲線EF、曲線FG、曲線FHで表しています。
例えば、図1において、圧力を1気圧に固定して温度を高くしていくと、温度が低いうちは固体で存在しますが、やがて液体になり、最後は気体になると読み取ることができます。なお、境界線上は複数の状態が共存していることを意味します。
（１）図1の温度T1およびT2はそれぞれ何℃ですか。整数で書きなさい。
（２）図1の（あ）および（い）の状態変化は、それぞれ何といいますか。ひらがなで書きなさい。
（３）水と二酸化炭素の状態図の最も大きな違いは、図1の曲線BCと図2の曲線FGのかたむきです。一般に、ほぼすべての物質は図2の曲線FGの形になり、図1の曲線BCの形になる物質は水などごくわずかです。このことを利用しているものにアイススケートがあります。アイススケ－トの刃は氷の上をすべっているように見えますが、氷の上はまさつが大きく、なめらかにすべることができません。アイススケートで氷の上をすべるとき、なぜまさつが小さくなるのでしょうか 図1を参考にしながら、「圧力」と「水」の2つの語を必ず使って説明しなさい。
次に、氷10gを適当な大きさにくだいてからビーカの中に入れ、温度計を取りつけ、ヒーターの上にのせて加熱しました。図3はそのときの装置の様子を表しています。
このときの加熱時間とビーカー内の物質の温度変化は、図4のようになりました。
（４）図1の（あ）および（い）の状態変化が起こっているのは、図4のどの部分ですか。
次の中から選んでそれぞれ記号で答えなさい。複数ある場合はすべて書きなさい。
（ア）ab間 （イ）bc間 （ウ）cd間 （エ）de間
（５）ビーカー内の物質の体積を図4の①点、②点、③点で比べたとき、ビーカー内の 物質の体積が最も大きくなる点と最も小さくなる点は、それぞれどこですか。ただし、ビーカー内から空気中に物質がにげることはないものとします。
（６）－5℃の氷10gをすべて100℃の水蒸気にするのに必要な熱量は、何cal（カロリー）ですか。次の値を用いて求めなさい。ただし、熱は空気中や容器にはにげず、温度変化および状態変化のみに使われるものとします。
【解説と解答】
（１）水が固体から液体に変わるのは0℃、液体から気体に変わるのは100℃です。
（答え）Ｔ1 0 Ｔ2 100
（２）固体が液体になるのが融解、液体から気体になるのが気化です。
（答え）(あ) ゆうかい (い) きか
（３）圧力がかかるために、0℃より低い温度でも氷が水になり、スケートと氷の間に水ができてすべるようになります。
（答え）スケートの刃によって氷に大きな圧力がかかり，０℃より低い温度で氷が水になりすべりやすくなるから。
（４）融解はbc間、気化は（イ）bc間（ウ）cd間（エ）de間すべてです。
（答え）(あ) イ(い) イ，ウ，エ
（５）ビーカー内にあるということでは固体が一番体積が大きくなり、液体になると小さくなります。
（答え）大きくなる点① 小さくなる点③
（６）0.5×10×5＋80×10＋1×10×100＋540×10＝25＋800＋1000＋5400＝7225
（答え）7225cal
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