0 面積と圧力の関係 ( 重さ一定 ) 物体がれんが 真ト 空リ チ のような直方体の形のとき , 物体とスポンジがふ 工 せっしよく リ れ合っている面との間の圧力の大きさは , 接触面 積が大きいほど圧力の大きさは小さくなる。この 76 大 ように , 面にかかる力の大きさが変わらないとき , はんびれい 圧力の大きさは力を受ける面積に反比例する。 水銀 / 地球 0 面が受ける力と圧力 ( 面積一定 ) スポンジと 大気圧と水銀柱の重さによる 空気の重さが気圧となる。 圧力がつりあっている。 ふれ合っている面積の大きさを変えずに物体の重 G 大気圧 トリチェリの実験 さを変えていく場合 , 物体が重いほど , スポンジ たいきあっ 大気圧と水銀柱・・・上の右図のように , 水銀を満 のへこみも大きくなる。すなわち , 接触面積が一 たした細い管を逆に立てると , 水銀柱が約 76cm 定のとき , 圧力は接触面が受ける力の大きさに比 の所でとまる。これは大気圧と水銀柱の重さによ 例する。 しトリチェリの実験 あつりよく る圧力がつりあっていることによる。このことか きたいえきたい 気体や液体中での ら , 水銀柱 76cm の圧力 (76cmHg と表す ) を 1 あつりよく みつど 気圧という。水銀の密度は約 13.6g / cm3 である 圧力の伝わり方 りゅうたい から , 水銀柱 76cm の圧力 ( 1 気圧 ) は , 約 101293 気体や液体を「流体」とよぶことがある。気体 13 . 6 x 76 x 9. ト川 N/nfe] N/m2 と計算できる。い p. 228 参照 ) 中での圧力の伝わり方は , 液体中での圧力の伝わ り方とほば同じである。目で確かめることのでき 1 気圧 = 76 cmHg= 約 101300 N/m2= 約 1013 hPa る液体で調べてみよう。 あな あつりよく こたい 0 穴から飛び出す水小さな穴をたくさんあけ 2 ト固体での圧力の伝わり方 水す たテニスポールに水をい がべ きたい 飛て 圧力が固体を伝わる場合と , 液体や気体を伝わ つばい入れ , ポールを手 びの 出穴 る場合では , 多少その伝わり方が違う。 で握ってみると , 水は穴 すか ら から飛び出していく。 0 固体での圧力の伝わる向き図のようにして もくへん のとき , テニスポールか 木片をおすと , スポンジス 穴をあけたテニスポール 木片 ら飛び出す水の向きは , 力を加えた向きだけでは はおされた向きに圧力を冫 えん なく , すべての穴から飛び出している。 受ける。さらに木片を鉛 ちよく 直方向におすとスポンジ 0 液体中での圧力の伝わる向き下図のように ら p. 518 参照 すいそう はさらにへこむが , この 水槽に水を入れて静止させ , この液体中に小さな 圧力は加えたカと とき木片の側面に手をふ 平らな板を置いたとする。この板を境に④水平な 同し向きに伝わる じようたい すいちよく かたむ れても少しの圧力も感じない。 状態 , ⑤傾けた状態 , ④垂直な状態のいずれの このように , 圧力を加える物体が固体の場合 , 場合でも , 圧力はこの板に対していつも垂直な向 圧力は加えたカと同じ向きに伝わるといえる。 きにはたらいている。 2 倍へこむ れんが面積当 こ倍スポンジ 気 空 ( 大気 ) 気圧 約 101300 N/m2) 大気圧 管をめにしても 水銀柱の高さは 変わらない。 なな 大気圧 1m2 ぎやく えきたい ちが もくへん さかい 圧力 圧力 液体中の板に対し , 圧力は垂直にはたらく。 液体中での圧力の伝わる向き 第 2 章力のはたらき■ 523 重さ一定の 面積に 面積 - 定の 重さに とき とき 反比例 比例 G 重さや面積と固体の圧力

たんじよう 0 原始の地球誕生したばかりのころの地球に びわくせい しようとつひんばん は , 微惑星や小天体の衝突が頻繁に起こっていた。 微惑星は超高速で地球に衝突するため , 熱が発生 する。また , 地球内部からも熱が発生し , 誕生し ウランなど放射性元素からの熱い ぶっ たばかりの地球はかなりの高温で , 地球内部の物 いどう しつ 質は移動しやすい状態であった。そのため , 鉄な ひ どの重い物質は中心部に集まり , 岩石をつくる比 較的軽い物質が表面部分に集まって , 核・マント ちかく そうこうぞう ル・地殻という地球の層構造がっくられた。 0 原始大気地球が誕生したばかりのころ , 地 すいそ 球をとりまく大気は水素やヘリウムが主成分であ った ( 一次大気 ) 。これらの気体は軽いため , 地 うちゅう さんいつ 球誕生後すぐに宇宙空間に散逸してしまう。その 後 , 微惑星や原始地球の岩石に含まれている水や にさんかたんそ じようはつ のうみつ 二酸化炭素などが蒸発し , 濃密な大気ができた すいじようき し ( 二次大気 ) 。特に水蒸気は 80 % ほども占めてい あっ て , 上空で厚い雲をつくっていた。このころの地 げんざい 球は現在の金星のような状態であったと考えられ ている。 ツ原始海洋の誕生原始地球と微惑星との衝突 回数がしだいに少なくなっていき , やがて原始大 気と地表は冷え始める。原始大気に含まれていた 水蒸気は , 地球が冷えてくると雨となって地表に 降り注いだ。大量の雨が長時間降り注いだ結果 , 地表に水が蓄えられ原始海洋が誕生した。 大気中の水蒸気が雨となって地表に降ることで , ちょう かくてき 、無色・無臭の気体 ふく たくわ 軽い物質 重い物質 げんしよう 大気中の水蒸気は大きく減少した。 二酸化炭素は水によく溶ける気体である。地球 に原始海洋が誕生すると , 大気中の二酸化炭素が 海中に溶けこみ , 大気中の二酸化炭素の量も大き く減少した。 このように原始地球の表面に生命の源である海 が形成されていく。そして , 高温の海が冷え , 現 在の大気や海洋と同じようになるには , 約 40 億 さいげつ 年の歳月を必要とした。 こうごうせい なお , 大気中の酸素は , 光合成を行う生物が海 えきたい 水中に現れてから生じたものである。地球に液体 ほうふそんざい てきどきより の水が豊富に存在するのは , 太陽から適度な距離 しつりようじゅうりよく にあり , また適度な質量 ( 重力 ) があるためである。 原始海洋での反応・・・微惑星の衝突によって , 大気中に放出された気体は水蒸気 , 二酸化炭素 , 窒 素以外に塩化水素 ( HCI) が含まれていたと考えられ ている。塩化水素は二酸化炭素より水に溶けやすい せいしつ 性質があるため , 原始海洋は初め酸性となる。酸性 の海水は地表をおおう岩石と反応することで中性に と みなもと あらわ はんのう ちっ そ なり , そこに二酸化炭素がとけこんでいった。 Na20 MgO CaO K20 岩石をつ くる物質 十 2H0 十 2H0 十 2 H 0 2NaCl, 十 H20 十 2HC いーー→ ; CaC12 : 十 H20 2K0 : 十 H20 現在の海水に含 まれている物質 1 2 物質が一様に分布して いる状態。 地球全体が高温状態なの で物質が移動しやすく , 鉄などの重い物質が中心 部に , 岩石などの軽い物 質が表面に移動する。 G 原始の地球 がつくられる。 地殼 , その間にマントル 中心部に , 表面部分に 1 3 びわくせい しようとつ 第 5 章大地の変化と地球の歴史■ 319 て地表に降り注く。ついに , 生命の源である海が誕生する。 球はしだいに冷え始める。そして , 水蒸気が高温の雨となっ 原始の海の誕生衝突する微惑星が少なくなると , 原始地

ようかいど しぜん この溶解度は , ある温度で溶媒 100 g に溶かす 溶けて広がり一様になる。 このように , 自然に溶 ようしつ かくさん ことのできる溶質の質量〔 g 〕で表される。 けていくことを拡散という。 ぶっしつ しめ いろいろな物質の水に対する溶解度を示したも では , 物質をはやく溶解させるときはどのよう いつばん のが前ページの表であり , 一般に固体の溶解度は にすればよいだろうか。固体の物質を溶媒にはや 温度が高いほど大きくなることがわかる。また , く溶かすには , 次の 3 つの方法を用いるとよい。 し水酸化カルシウムのように , 例外もある ある物質の温度による溶解度の変化をグラフで表 ①溶媒の温度を上げる・・・一般に溶媒の温度を高く したものを溶解度曲線という。温度変化による溶 するほどはやく溶ける。加熱によって対流が起こ [ 、 p. 5 国参 かたむ こうか 解度の変化が大きい物質ほどその溶解度曲線の傾 り , かき混ぜるのと同じ効果があることと , 物質 りゆうし きは大きくなり , 傾きの大きな物質ほど濃い水溶 の粒子の運動が活発になるため拡散しやすくなる。 ら分子やイオン けっしようせきしゆっ ②溶質を細かくする・・・細かくすることで溶質が溶 液を冷やしたときに結晶が析出してくるようすを 浴液から固体か分離して出てくること、 - 。 観察しやすい。 媒に接する表面積が大きくなり , 溶けやすくなる。 のうど ま ほうわ [ 注意 ] 溶解度の表し方には , 100g の飽和溶液中に ③かき混ぜる・・・溶質に接している溶液の濃度が高 と 何 g の溶質が溶けているかで表す場合もある。 くなると , 溶ける速さがおそくなる。かき混ぜる 気体の溶解度・・・気体の溶解度は各温度において , ことで , 濃度の低い溶液と接し , 溶けやすくなる。 1 気圧の気体が水 1cm3 に溶ける量を , 0 ℃ , 1 かんさん 気圧のときの体積 ( cm3 ) に換算して表す。固体の ちが 場合と違い , 温度が高いほど溶解度は小さくなっ ていることが前ページの表からわかる。 さいけっしよう 0 再結晶あたたかく濃い水溶液を冷やしてい くと , 溶液の中に結晶が現れてくる。 このように , を再び結晶として析出させることを再結晶という。 このとき析出した結晶は , 最初のものよりもよ じゅんすい こんごうぶつ り純粋になっている。したがって , 混合物からあ る物質をとり出すときや , 物質をより純粋なもの この方法がよく用いられる。この にするときに 方法を再結晶法という。 l»p. 4 に照 ツ溶ける速さ水に溶ける小さな結晶を静かに 水に入れて放置しておくと , 長い時間はかかるが 再結晶 初め ようばい と 、川 1 3 h Pa あらわ き 4 日目 1 日目 ふたた り物うさんどう 硫酸銅 ( Ⅱ ) CuS04 の小さな粒を 静かに水に人れ , 静かに置いて おく。すると , 硫酸銅 ( Ⅱ ) はし だいにゆっくりと溶けて広がっ ていく。青色が広がっていくよ うすを観察しよう。 と 10 日目 硫酸銅 ( Ⅱ ) の拡散 かくさん とり出してみると 4 時間後 りゅうさんどう 硫酸銅 ( Ⅱ ) ミョウ すいしよう 研黄 水晶 温度が下がるにつれて , モールにホウ酸の花が モールに ホウ酸の結晶がつく。 咲いたようになる。 ホウ酸 H3B03 を熱い湯に 溶けるだけ溶かす。 436 ■化学 と けっしよう いろいろな物質の結晶

すいそせいしつ 必ず先生の指示にしたがうようにする。 水素の性質 0 他の物質から酸素表面が黒くなった銅網を ゆうてん ふってん を奪いやすい気体試験管の中に入れ , 熱を 沸点 : ー 252.87 。 C 融点 : ー 259.14 。 C みつど えきたい 密度 : 0.0708 g/cm3 ( 液体 , ー 253 ℃ ) 与えながら水素試験管が すいてき 黒い銅網 水滴で白く 0.0763 g/cm3 ( 固体 , ー 260 。 C ) を送ると , その くもる と きあっ 黒い銅網は赤味 0 水にほとんど溶けない水素は 20 ℃ , 1 気圧 1 気圧 = 1 国 3hPa い がかったかっ色 で 1 cm3 の水に 0.018 cm3 しか溶けないため , 水 すいじようちかんほう のつやのある銅 素を集めるときは水上置換法で行う。 網になる。 ぶっしつ 0 最も軽い気体水素はあらゆる物質の中で最 これは , 水素 えきたい も軽い気体である。したがって水素を液体にして が黒い銅網に結 くら 重さ比べをしたとき , 液体空気の重さを 1 とする 酸化銅となった黒色の銅網を , 水素 びついていた酸 を送りながら熱すると , 再び赤みを と , その一一しかない。 100 帯びた銅にもどる。 素を奪ったから 0 燃える気体 かんげん 酸化銅の還元 である。酸素は 右図のように 水素と結びついて水となり , 試験管の壁につく。 かんげん 集気びんに集め このように他のものから酸素を奪うことを還元と p. 42 い参昭・」 た水素にろうそ いい , その逆に酸素を与えることを酸化という。 くの炎を近づけ ようと すいそ ると , ほとんど の水素の用途 つ 入そ そ 色のない炎を出 ほのお 灸を出して さんそ さんすいそえん 燃える るを すを ①水素は酸素と化合するとき , 酸水素炎という高 して燃える。と きんぞく 水素は燃える気体 温の炎が得られる。この炎は , 金属を汚さずに溶 ころが , ろうそ せつ 接したり , 切断したりするときに使われる。 くを集気びんの中に入れると火は消えてしまう。 せいしつ このことから , 水素は燃える気体であって , もの ②酸素と結びつきやすい性質があるので , 金属の うばたんどく さんかつ 酸化物から酸素を奪い単独の金属をつくるときや , ゆうき 有機化合物から酸素を奪う試薬として用いられる。 0 爆発する気体水素を試験管に一ぐらい集 きゅうぞう ③水素を金属に吸蔵させ , これを自動車に積み , めて , 指で試験管のロをおさえながら水の中から ら吸収されて , 内部にとりこまれること ガソリンや軽油のかわりに再び水素を放出して , とり出し , おさえていた指を離しながらマッチの ねんりよう すいじようき 燃料にする。排気ガスは水蒸気になり , 無公害自 火を近づけると , ポンと音をたてて爆発する。 はこの動力源を燃料電池という 動車となる。今後の実用化が期待されている。 さんそ これは , 水素と空気中の酸素が結びついて燃え はんのう 水素吸蔵合金 るときの反応の激しさが音をたてたのである。そ わりあい して , 結びつく水素と酸素の体積の割合が 2 : 1 こんごう ばくめいき の混合気体を特に「爆鳴気」といい , 激しく結び ついて水となる。 水素の点火の注意・・・水素と酸素の割合が 2 : 1 のときは , 激しく結びつき , 大きな音を出して爆 発し , ガラス器具を破壊するほどの力をもってい る。したがって , 水素が発生している所に火を近 づけてはいけない。また , この実験を行うときは どうあみ うば あた 水素 試験管のロ を下げる も 燃やすはたらきがない ろうそくの央は消える ぎやく ほのお ほのお せつだん ばくはつ はな はいき はげ ー卩ツの、 はかい 燃料電池車 物質の性質・ 355 第 1 章

ちが によって違う。 ( 右ページの写真参照 ) げん きあっ このように , 気圧の低い気体中で起こる放電現 おうよう 蛍光灯は , 真空放電と蛍光を応用した電灯であ 象を真空放電という。 点灯管 固定電極 り , 右図のよ じよう [ 注意まったくの「真空」ではなく , 真空に近い状 バイメタル電極 フィラメント うに , 放電管 , たい 態での放電であることに注意する。 安定器 , 点灯 0 真空放電と気圧放電管内の真空の状態 ( 気 でんげん 昌 , 瓰源 , ス 圧 ) が変わると , 放電の状態が変化する。 ィ少量の水銀蒸気 蛍光物が イッチなどで 塗ってある ていど あかむらさき ① 4X103Pa 程度のとき・・・赤紫色のひも状の火花 チ つないである。 は 4 ( ) 00 Pa( 約 0.04 気圧 ) 電源へ 放電が見られる。 安定器 スイッチを ② 1X103Pa 程度のとき・・・ひも状の放電がなくな 入れると , 点灯管 ( グローランプ ) に放電が起こり , ・川 0 ( ) pa( 約 ( ). 01 気圧 ) り , 管全体が赤紫色に光るようになる。このとき まもなく点灯管内のバイメタル電極と固定された せっしよく しめ 電極が接触する。このときランプの電極に電流が の光の色は , 気体の種類でいろいろな色を示す。 流れフィラメントが加熱される。この間バイメタ 1X103Pa 程度以下のとき , 管内全体がボーツ l»p 522 参照 ルは冷やされ , 数秒後固定電極から離れる。この と一様に光るような放電をグロー放電といい , とき , 安定器からの信号によって , 熱せられたフ のような状態にある放電管をガイスラー管という。 イラメント電極から電子が放出される。管内にあ ぼうじよう またこのとき , 陽極 ( 十極 ) 側の棒状に光る部分を じようき しようとつ る少量の水銀蒸気に電子が衝突することによって ようこうちゅう 陽光柱ともいう。 しカ : いせん ないへき か 紫外線が発生し , 管の内壁の蛍光物質によって可 もも ③ 4 x 102 Pa 程度以下のとき・・・うす桃色のうろこ ほうしゃ し 視光線が放射される。 状の放電となる。 ④ 4 Pa 程度のとき・・・ガラス管壁 , 特に陽極 ほうしやせん ない放射線が飛び出し , ガラス壁にぶつかって蛍 けいこう ( 十極 ) のほうが黄緑色の蛍光 * 1 を発する。この程 光を出すからである。この目に見えない陰極から あつりよく 度の圧力の放電管をクルックス管という。 出ている放射線を陰極線という。 0 ネオンサイン 気体 発光色 0 陰極線の性質 ( 疇右ページの写真参照 ) かげ グロー放電の気体の種 紫色 ①直進する・・・クルックス管内に置かれた物体の影 アノレゴン 類による発光色の違いを 赤紫色 ができることや , 陰極線の進路が陰極から陽極へ 水銀 ( 蒸気 ) 青色 利用したもの。細長いガ 直進することからわかる。 もも りようたん 水素 桃色 ラス管の両端に電極をと ぶっしつ 黄色 ②蛍光作用がある・・・蛍光物質に陰極線があたると , 窒素 りつけ , この中に右のよ 黄色 蛍光を発する。 ナトリウム ( 蒸気 ) じかい うな気体を人れる。そし ③磁界によって曲げられる・・・陰極線に磁石を近づ 二酸化炭素 白色 て , 管内の圧力を 1 x けると , 磁界の向きによって曲げられる向きが決 だいだい ネオン 色 103 Pa 程度に下げて , まる。 約 1 ~ 2 万ポルトの交流 G 気体の種類による ④十の電気に引きよせられる・・・陰極線は , + 極の グロー放電の色 電圧を加えて放電させ , ほうに曲げられる。 さまざまな色を出させるようにしたものである。 0 陰極線の正体上の陰極線の性質から , 陰極 りゅうし 線は - の電気をもった粒子の陰極から陽極への流 いんきよくせん 2 》陰極線 れであることがわかる。この粒子を電子という。 ぬ 0 陰極線とは放電管の空気を抜いてクルック しげき * 1 蛍晃・・・物質が外から刺激 ( 光や粒子など ) を受けとった じようたい ス管の状態にすると , 陽極 ( + 極 ) 側のガラス壁が ときに発する光の一種である。クルックス管では , 電子の刺激 うすい黄緑色に光る。これは , 陰極から目に見え でガラスが蛍光を発する。 582 ・物理 けいこうとう 蛍光灯はどうなっている ? 科学の広場 しよう ら p. 228 参照 はな へき けい むらさき ちが ちっ じしやく りゆうし へき

たいようけい せいだん こうせい 餮究 20 星夜には , 恒星のほかに , プレアテス星団 太陽系グ外にはどんな ( ( ) ( すばる ) , オリオン大星雲 , 天の川 , アンド き・んが ロメダ銀河などをながめることができる。それらを 1 つ 天体があるのだろうか ずつ見てみよう。 しつりよう せいかんぶっしつ 個の水素原子が存在する。星間雲の質量は , 太陽 星間物質 ていど 程度からその 10 万倍程度のものまでさまざまで こうせい 恒星と恒星の空間 ( 星間 ) は真空ではなく , ごく ある。 し物がまったくない空問 びりよう いっさんかたんそ 微量ではあるが星間物質が存在する。それは , 星 星間雲が濃くなると , 一酸化炭素などの分子が i•CO 間ガスとちり ( 星間じん ) とからなる。 つくられる。ほとんどは水素原子であるが , 分子 すいそ かくにん 星間ガスは , 主に水素やヘリウムからなり , 1 の存在がスペクトルなどで確認できる星間雲を分 そんざい きはく cm3 あたり 1 個の原子が存在するきわめて希薄な 子雲とよぶ。 ていど じようたい さんこうせいうんあんこくせいうん 状態である。ちりは , 0.0001 mm 程度の固体の ツ散光星雲と暗黒星雲星間雲が , 近くにある びりゅうし 微粒子であり , 100 m3 中にちり 1 個ぐらい存在 恒星の光を受けて明るく輝くと散光星雲として見 はい する状態である。 られ , 星間雲が背後の恒星の光をさえぎると暗黒 ぶんぶ 宇宙空間には , 星間物質が一様に分布している 星雲として見られる。 ら銀河系全体のの約川 % を占める のではなく , 濃く分布する所とうすい所が存在し せい 団 ている。 わたくし こうせい 注私たちの身のまわりでは , 気体は 1 cm3 あたり ツ星団太陽付近では , 恒星間の距離は数光 そんざい 5X1017 個の分子 ( 原子 ) が存在している。 はな 年離れており , 太陽を含めて恒星はまばらに存在 ぎんがけい せいうん している。しかし , 恒星の多くは , 群れをなして 銀河系内の星雲 存在している。その代表的なものとして , プレア ざきゅうじよう せいかんうん デス星団 ( すばる ) やヘルクレス座の球状星団など 0 星間雲星間物質の濃い部分は星間雲とよば みつど れる。星間雲の密度は , 1 cm3 あたり 20 ~ 1000 がある。 かがや うちゅう だん ふく 星間雲 ( 濃い所 ) オリオン座の馬頭星雲 ( 暗黒星雲 ) 後方の恒星の光によって星雲が浮 き上がって見える。 ( うすい所 ) 1 cm 水素原子 1 個 宇宙空間 大気の上層部 ( 300km 上空 ) 1000000000 個 ( 109 ) 500000000000000000 個 地上 ( 5 x 1017 ) 星間ガスは Icm3 あたりの水素原子の数が 1 個と , きわめて希薄な状態である。 星間物質 2 1 0 ■地学 G オリオン座の大星雲 ( 散光星雲 ) 肉眼で見える星雲。内部で星が 生まれている。

0 試験管の熱し方 えきたい 0 液体の熱し方試験管に液体を入れて熱する 1 ていど ときは , 液体を試験管の一程度の量にする。液 ふっとう 体を入れすぎると , 液体が沸騰したとき , 液体が きけん 外に飛び出し , 危険である。 なな ほのお 弱火で熱するときは , 試験管を斜めにして炎の 中に入れる。液体全体が熱せられるように , 軽く ふりながら回す。 強火で熱するときは , 試験管ばさみを使用して , ガスパーナーで熱する。アルコールランプの場合 , 炎の上から一ぐらいの所を試験管の底にあてる。 試験管の外側に水がついたまま急に加熱すると , わ 試験管が割れる場合がある。 手のひらが試験管のロにかぶらないように注意 する。 試験管を熱するとき , 液体が飛び出すことがあ るため , 試験管のロを人に向けないようにする。 こたい 0 固体の熱し方固体を熱するときは , 初め弱 い炎で試験管全体をあたためてから部分を熱する。 粉末や固体の物質を熱するときは , 試験管のロ のほうを少し低くして熱する。物質の中に水分が 化学反応をして出 ( くる水分もあるい ふく 含まれていることが多く , これが水蒸気となって ふたたぎようしゆく すいてき 再び凝縮すると , 試験管のロの近くで水滴となり , 、液化 この水滴が熱している部分に流れもどると , 試験 管が割れることがあるためである。 たんさん 右下の図のように , 試験管 A に入っている炭酸 にさんかたんそ NaHC()% ぶんかい 水素ナトリウムの加熱分解で , 二酸化炭素を石灰 CO, 水中で確認する実験の場合 , 加熱後ガラス管を試 すいそ かくにん せつかいすい 験管 B ( 石灰水が入っている ) の水面から出さずに 加熱をやめると , 試験管 B 内の石灰水が試験管 A ぎやくりゅう に逆流して , 試験管 A を割ることがある。 フラスコの熱し方 フラスコやビーカーを熱するとき , 特別な場合 かなあみ じかび を除いて直火で熱することはしない。金網にのせ さんきやく て , 三脚とともに用いる。熱する前には , ガラス すいてき 器具の外側に水滴がついていないように , よくふ きとる。 とつぶつふせ 0 突沸を防ぐフラスコを用いて液体を熱する 場合 , 突沸が起こりやすい。突沸を防ぐためには , i ・急に激しく沸することあな ふっとうせき 沸騰石などを入れる。金網は穴のあいていないも のぞ のを使用する。 0 沸騰石液体を加 熱すると , 液体の内部 じようはつ からも蒸発が始まる。 はこれを沸騰という 液体内や容器にゴミが ついていると , その中 の空気が核となり , 蒸 えきたい かく 沸騰石 きほう ふっとうせき 発していく気体が結びついて大きな気泡となって は泡 ( あわ ) いく。しかし , これらの核がないとき , 一時的に げんしよう 沸騰する突沸という現象が起こる。 びりよう たこうしつうえ これを防ぐには , 微量の空気を含む多孔質の植 多数の微細な穴をもつ物門・」 きばち 木鉢のかけらやレンガのかけらや片方を閉じた毛 細管などを , 沸騰石として加熱前の液体に人れて ぼうちょう おく。すると , 沸騰石の中の空気が膨張し沸騰 しやすくなるので , 突沸現象を防ぐことができる。 ある \ することが 石灰水が逆流 せつかい 加熱をやめる 白く濁る 石灰水 液の量は一 1 5 試験管上部を 3 本の指で持ち , 円をかくようにふりながらロす。 加熱後 , ガラス管を液面から出さすに消央すると 逆流して試験管を割ることがある。 逆流を防ぐ 試験管の熱し方 ( 液体の場合 ) 41 0 ■化学

地球や太陽系はいっころ , どのようにして誕 究の 地球はどグように ( 0 ) じよう 生したのだろうか。また , 大気や海洋はどの たんじよう ようにつくられたのだろうか。原始の地球にはどのよう 誕生したのだろうか なことが起こったのだろうか。 えんばんじよう ②収縮しながら回転が生じ , 星間雲は円盤状にな 地球の生いたち る。また , 収縮のため , 星間雲の内部はしだいに ツ地球の年齢地球上の岩石の年代を調べると , 高温になる。 うちゅうせん 最も古い岩石で約 40 億年である。アポロ宇宙船 ③さらに収縮が続き , 星間雲の大部分は円盤の中 がもって帰った月の石もおよそ 30 ~ 40 億年前く 心に集まり , 原始太陽となった。 らいのものであった。地球の年齢はいん石の年代 ④円盤内の温度が下がると , 岩石や金属の微粒子 すい びわくせい を調べることにより , 46 億年前に誕生したと推 がお互いにくつつき , 微惑星がっくられた。 たいようけい しようとつ 定されている。宇宙から飛来するいん石は太陽系 ⑤微惑星は衝突と合体をくり返し , 原始惑星がっ を構成する天体であり , 地球や太陽系が誕生した くられた。このとき , 原始太陽付近は高温である さんいつ ときにつくられたものと考えられている。 ため水素やヘリウムのガスは散逸して , 金属や岩 散っうせること ツ太陽系の誕生地球を含む太陽系の誕生につ 石を中心とする惑星が誕生した。太陽から離れた げんざい いてはさまざまな考え方があったが , 現在では星 場所では水素やヘリウムのガスを大量にとりこん しゅうしゆく 間雲が収縮することでつくられたと考えられてい だ惑星が誕生した。 ⑥天体間のガスがなくなり , 太陽系が誕生した。 せいかんうん 星間雲・・・宇宙空間には水素 , ヘリウムの気体 びりゅうし 以外に , 金属や岩石の微粒子が存在する。これらの ぶっしつ 物質が特に濃く集まった部分を星間雲という。星間 こうせい 雲は自ら光を放たないが近くに恒星があるとその 光を反射して輝 0 、たり , 後の光を通さな 0 、ことで あんこくせいうん 下の写真のように , 暗く見えたりする ( 暗黒星雲 ) 。 ①宇宙空間で星間雲が自己の重力で収縮を始める。 ねんれい たが てい こうせい はな ふく ら地球型惑星 は本宇型惑星 すいそ そんざい 星間雲が収縮し , 中心部に原始太陽がつくられる。 星間雲内のちりがくつつき , 無数の微惑星 ( 直径 えんばん 10km 程度 ) が円盤の赤道面に集まる。 太陽から離れた所では , ガスを 太陽に近い所は , 高温 とりこみ大きな惑星ができる。 のためガスが散る。 原始惑星 かがや はんしゃ びわくせい はな たが 微惑星は互いに衝突・合体をくり返しながら原始 惑星をつくる。 G オリオン座の馬頭星雲 ( 暗黒星雲 ) 後方の星の光により浮き上がって見える。 318 ■地学 しようとつ 原始惑星はさらに微惑星やガスをとりこみ成長し , 惑星となる。 太陽系の誕生 あんこく

そうてん しつど ろてん 0 露点と霜点コップの中に空気の温度と同じ 湿度と露点 くらいの水を入れておく。中に氷のかたまりを少 ほうわすいじようきりよう 空気中の飽和水蒸気量は , 気温に左右されるこ しずつ入れて水温を下げていく。ある温度まで下 ひかく とを調べた。一定の空気体積中の水蒸気量が比較 がるとコップの外側がくもり始め , やがて水滴が げんしよう 的少ない場合でも飽和になることもあれば , 多く つくのが観察される。このような現象がなぜ起こ ても飽和にならない ( 未飽和 ) ことも知った。こ るのか。次のように考えることができる。 わたくし みっせつ のことは , 私たちの感ずる空気の湿りとも密接に ①コップの中に入れた氷により水温が低下する。 関係をもつ。 ②コップが冷えてくる。 度空気中の湿りぐあいを表すには , ふ ③コップの外側に接している空気が冷える。 : 日 ツ つう湿度 ( 相対湿度 ) が使われ , 次の式で求められ ④③の空気中に含まれている水蒸気が飽和する。 用語解説「絶対湿度」参照 ⑤飽和により水蒸気が液体の水滴になった。 る。 露点・・・気体である水蒸気が液体の水になる現 ぎようけつ 象を凝結という。そして水蒸気が飽和すると , 露 ができるので , そのときの温度を露点温度または 単に露点という。 霜点・・・凝結するときの温度が氷点下になると , こたいしも 水蒸気は水滴ではなく直接固体の霜をつくる。だ からこれは露点でなく霜点といったほうがふさわ しい。ただし氷点下でも氷結せず水滴になる場合 かれいきやく ( 過冷却水という ) もあり , 観測データの中でい ちいちよび方を変えるのも不便なので , 氷点下で あっか も露点 (dew point) という表現のまま扱うことが きたい 多い。気体の水蒸気が液体でなくいきなり固体に しようか なる現象を昇華という。 は固体から気体になる現象もいう ( p. 339 参照 ) すいてき てき えきたい 空気 1 m 中の水蒸気量〔 g 〕 湿度〔 % 〕 = X100 同温度での飽和水蒸気量〔 g 〕 げんざい 湿度とは , 現在の空気の温度で含むことのでき る最大の水蒸気量 ( 飽和水蒸気量 ) に対する , 現在 わりあい 含んでいる水蒸気量の割合のことであるともいえ る。空気中に水蒸気がまったくなければ 0 % , 飽 和していれば 100 % である。湿度が 100 % に満た ないときを未飽和という。 0 0 0 観測してみよう ! かんしつけい 乾湿計によって湿度をはかる 右図のように棒温度計 2 本を組み合わせ , うち 1 本 の球部に湿ったガーゼをま いた乾湿計 ( オーガスト乾 湿計という ) によって湿度 をはかってみよう。 湿度をはかるには , まず かんきゅう そくてい 湿球と乾球の温度を測定し , 湿球と乾球の温度差をもと に湿度表で調べ , 湿度を求 める。 ふく 乾 球 20 ℃ 25 ℃で 1m3 中に 水蒸気 12.8g / m3 を みはうわ 含んだ未飽和な空 気が , 15 ℃に下が ると飽和状態とな り凝結を始める。 この温度を露点と g/m3 し、つ。 10 15 20 25 30 ミ日 / 仙 ろてんぎようけつ 露点と凝結 15 ℃ 30 飽和凝結 飽和水蒸気量〔み〕 ガーゼ 水っぽ G 乾湿計 っ 0 5 0 露点 〔鰤」乾球温 度が 20 。 C , 湿球温度が 15 ℃の場合 では , 右の 表から湿度 は 56 % と 読みとる。 乾球と湿球の示度の差 乾球の 示度〔。 C 〕 0 1 2 3 4 5 6 7 8 100 91 82 74 66 58 50 43 36 ・ 22 21 100 91 82 73 65 57 49 41 34 ・ ⑩ - 100- -91 81 72 6 56 48 40 32 ・ 19 100 90 81 72 63 54 46 38 30 ・ 100 90 80 71 62 53 44 36 28 ・ 17 100 90 80 70 61 51 43 34 26 ・ 湿 度表 天気の変化■ 225 第 2 章

さんそ わりあいふく 酸素は空気中にの割合で含まれ , 生物が生 究の 酸素にはどんな も 活していくうえで , また , ものが燃えるとき せいしつ げんしよう には欠かすことができない。このような身近な現象にか 性質があるグだろうか かわりの深い酸素について調べてみよう。 灰から発生した気体は燃焼を支える性質のあるこ 酸素の発見 とを聞いた ( 1774 年 ) 。そして , ラボアジェは , 自 かき 0 発火空気 ( 火気 ) スウェーデンのシェーレ らも同様な実験を何度もくり返し行った。その結 用語解説参照、】ようき (). W. ScheeIe, 1742 ~ 1786 ) は , 密閉した容器 果 , 空気中には 2 種類の気体が存在するという確 いおう も わりあい しん の中でリン・硫黄・アルコールなどを燃やしたと 信をもち , その割合を調べると 1 : 4 であること き , 空気の約一が減ることを発見した。 がわかった。 この割合の多いほうの気体では , ものは燃えず , この事実から , 空気は 2 種類の気体からなりた ねんしようささ ネズミは窒息して死んでしまったので , この気体 っており , その 1 つは燃焼を支える「発火空気 ( 火 ちっそ 気 ) 」で , もう 1 つは燃焼を支えない「惰気」で を「窒素」と名づけた。 一方 , 少量のほうの気体中に火のついたろうそ あるとした ( 1772 年 ) 。 くを入れると輝いて燃え , 木の燃え残った火を入 0 脱フロギストン空気 ふたた れると再び燃え , ネズミも窒息しなかった。そこ イギリスのプリーストリ でラボアジェはこの気体を「生気 ( 酸 ) 」と名づけ (). Priestley, 1733 ~ ろうそくは燃えない。 1804 ) は , 空気の成分を研 を水 つ銀 究するため , 大型のレンズ くの 刄残った空気で る灰 燃焼実験をする。 で太陽光線を集めていろい っしつ ろな物質を熱し , その作用 が . の使 上分わ を調べていた。そして , 水 昇こだれ プリーストリー きんぞくばい じゅんすい 銀の赤色の金属灰から気体が発生し純粋な水銀 る水空 。銀気 を得た。 そうち ①図のような装置で水銀を加熱して , 水銀の灰をつくる。 そして , この気体の中でろうそくがよく燃える このときレトルト中の気体が使われた分だけ水銀が上昇 する。→水銀の灰をつくるのに , どれだけの気体が使わ ことを知り , この気体を「脱フロギストン空気」 れたかわかる。 は p. 372 参照 と名づけた ( 1774 年 ) 。 ②次に , 水銀の灰だけを加熱すると , ①で使われた量と同 じ量の気体が発生した。→この気体はものをよく燃やす しようき 0 生気 ( 酸素 ) フランスのラボアジェは , パリ はたらきがあったことがわかる。 p. 423 参照 おとず を訪れたプリーストリーから , 水銀の赤色の金属 ラボアジェの実験装置 塩素酸 酸素の製法 ガラスウール カリウム つ 水上置換法 角 フ ス コ せいしつ はっか そんざい ちっそく かがや 0 水 過酸化水素水 ちかんほう / ノをレ 酸 素 酸素 化 マ ン ン 過酸化水素水の分解 0 0 0 0 0 塩素酸カリウムの熱分解 356 ■化学