中学理科の状態変化「カンタンに解ける図解にやっと巡り会えました」

この記事では現役の中学理科の教員が「状態変化(融点と沸点)」を丁寧に解説します。

たく先生

現役の教員である僕が、ズバリ教えます！

文系より理系が圧倒的に有利

文部科学省の令和元年度学校基本調査より

国内の大学の全学生のうち、私立大学の在籍数は約78％に上ります。

裏を返せば、国公立大学の学生の在籍数の割合は約22%となります。

次に、国公立大学の学部を詳しく見ていきましょう。国公立大学には全部で448学部があります。この448学部を学部数で並び替えると以下の表のとおりになります。
※トップ10のみ表示しています。

トップ10の学部の総数は280学部(教育学部は除く)です。全体の約62％に上ります。

その280学部中の171学部が理系の学部になります。トップ10のうち、約61％が理系なのです。

国立大学を目指すことを考えると、理系が圧倒的に有利です。
※余談ですが、私立大学も理系の数が多いです。

大学卒業後のことにも触れます。理系は「専門的分野を学んできたため、専門職への就職に強い」という側面があります。

実際、僕の友人たちも所属する研究室からの推薦で就職先が決定するケースが多かったです。「理系の大学生の方が就職に有利」という実情は見過ごせません。

理系の肝となる教科は当然『理科』です。

理科が苦手だから文系というのは、非常に勿体ないです。

小学校の頃に好きだった理科。中学校でつまずく前に、対処しましょう！

中学１年生理科の苦手ポイント

僕の教員生活18年の経験に基づく、中学1年生の苦手ポイントは以下の通りです。

１分野

【物理】
・光の屈折
・焦点の計算(光学台の実験)
・圧力の計算
・水圧、浮力

【化学】
・質量パーセント濃度の計算
・溶解度
・状態変化(融点・沸点)
・密度の計算

2分野

【生物】
※暗記が多いのでなんとかできる生徒が多い

【地学】
柱状図、地層の比較
地震の計算

今回はこの中から、「状態変化」をテーマに解説を行います！

中学理科の状態変化のポイント

状態変化の「融点と沸点に関する問題」では、図を作成することが重要です。

面倒くさがらず、表のデータを図解にしましょう。

例題

上の表は、A～Dの4種類の物質の融点と沸点を示したものである。
これについて、次の問いに答えなさい。

20℃で液体の状態の物質をすべて答えなさい。

融点と沸点から物質の状態を答える問題は図にして考えれば楽勝です。

その図の書き方も簡単です。

この図はかなりしっかりと書きました。

問題の問われ方にもよりますが、線は0℃を基準にアバウトに引いても大丈夫です。

表の最低温度が-218℃で最高が1413℃なので－300℃から1500℃までの範囲でラインを引きます。

次に、表の情報を図に書き込んでいきます。

表の情報を書き込んだ図になります。問題では20℃の時と条件が提示されているので、Dの物質ははるかかなた上なので無視してOKです。

ということで、黄色のゾーンに絞って改めて図を作成します。
※最初から、黄色ゾーンに絞っても良かったのですが、丁寧に書いてみました。

このようになります。黄色の部分を拡大した形ですね。

温度を書き込むとゴチャゴチャしてしまうので省略しています。

この矢印の意味を考えておきましょう。

Aの物質はどう考えても水ですよね。水が分かりやすいので、水をテーマに考えてみたいと思います。

当然ですが、水は0℃で凍ります。凍るということは固体になります。

また、100℃で沸騰します。水蒸気になるということなので、気体になります。

つまり、図の矢印(↕)の上は気体、下は固体ということです。もちろん、矢印の部分は液体です。

では、問題を解いてみましょう。

20℃のところに赤い線を引きました。

AとBの矢印に赤いラインがクロスしています。ということは、AとBは20℃で液体であることを示しています。

というわけで、答えはAとBです。

ちなみに矢印の上に20℃があるのでCは気体です。Dは矢印の下に20℃があるので固体ということになります。

－30℃で個体の状態の物質をすべて答えなさい。

20℃の時と同様に考えます。

－30℃の際もDは無視して考えられるので、黄色のゾーンで考えます。

図を作成しましょう。

Aはー30℃が矢印の下、Bはクロス、Cは上を通っています。

ということはAは個体、Bは液体、Cは気体ということになります。※Dは当然、個体です。

分かったでしょうか。

問題

上の表は、A～Eの５種類の物質の融点と沸点を示したものである。
これについて、次の問いに答えなさい。

(１)20℃で液体、90℃で気体の状態の物質を答えなさい。

(２)－30℃で固体、120℃で液体の状態の物質を答えなさい。

【問題の答え】

(１)A
(２)D

どちらも、条件が2つあることで難易度が高いように感じるでしょう。

全然大したことはありません。図を作成してそれぞれの温度での状態を考えれば絶対に出来るはずです。

中学理科の状態変化のポイント

状態変化の「融点と沸点に関する問題」では、図を作成することが重要です。

面倒くさがらず、表のデータを図解にしましょう。

分からなくなったら、「水」で考えると分かりやすいです。

問題に馴れてくると、図も要点だけを抜き出して書けるようになりますよ。

理科って難しくないです。得意科目にしちゃいましょう！！