ソクマル高卒認定(地学基礎)

問3 下線部注ぎ入れた液体と水はどちらの実験でもすぐに混ざり合わずについて,この…

日本の降雨について科学的に探究した。問1 ~問4 に答えよ。 前線の様子を再現したモデル実験 日本の気候の大きな特徴の一つは,その降水量の多さにある。これは,日本やその周辺域には 上昇気流が発生する複数の要因が存在するためである。その要因の一つとして挙げられるのが, 「前線」の存在である。下は,この前線の様子を再現するために考えられたモデル実験の手順と結 果を示したものである。 [実験1 の手順] Ⅰ 水そうに30 ~40 ℃の水を入れる。 Ⅱ 冷蔵庫で冷やした牛乳(5 ℃程度)を準備し,着色料を加える。 Ⅲ Ⅱを水そうの片方から静かに注ぎ入れる。 [実験2 の手順] Ⅰ 水そうに常温(15 ℃程度)の水を入れる。 Ⅱ ビーカーに熱湯と牛乳(90 ~100 ℃)を9:1 の割合で入れ,着色料を加える。 Ⅲ Ⅱを水そうの片方から静かに注ぎ入れる。 (実験1 ) (実験2 ) 図1 実験1 と実験2 の結果 ⒜ [結果] 注ぎ入れた液体と水はどちらの実験でもすぐに混ざり合わず,実験1 では,牛乳を含む液体が 水そうの底面部を塊状になって進んだ。実験2 では,牛乳を含む液体が斜めにはい上がるように 移動した。 図2 に,日本付近に発生する温帯低気圧の天気図上の様子を示す。実験1 と実験2 は,この温 帯低気圧の周辺に発生する前線の種類の違いを表している。日本付近の低気圧の周りでは反時計 回りに風が吹いているため,このような形となる。 図2 日本付近の温帯低気圧の前線と周辺の雲 (猪熊隆之『山岳気象大全』より作成)
問3 下線部注ぎ入れた液体と水はどちらの実験でもすぐに混ざり合わずについて,この理由と して最も適当なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。

解説

正解は2です。2つの液体がすぐに混ざり合わないのは、密度が違うからです。密度の大きい液体は下に、小さい液体は上に分かれて広がるため、境目がしばらく保たれます。実験1では冷たい牛乳入りの液体が底を進み、実験2では熱い液体が斜めに上がっていきました。これは大気の中で、冷たい空気と暖かい空気が前線をつくって接する様子と同じ理屈です。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00018.htm)を加工して作成

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