せんたく物は、気温が水の沸点よりずっと低い日でも、風通しのよい場所に干しておくと…
せんたく物は、気温が水の沸点よりずっと低い日でも、風通しのよい場所に干しておくとしだいにかわいていきます。このとき、せんたく物にふくまれる水に起きていることとして最も適切なものはどれか。
- ⑴ 気温が低いほど粒子の熱運動はおさまっていくので、動きの止まった水の粒子が繊維からはがれ落ち、細かい粉のようになって風に飛ばされていく。粒子の熱運動は温度が高いほど激しくなります。かわくのは熱運動が止まるからではなく、激しい粒子が飛び出すからです。
- ⑵ 水の粒子が空気中の酸素と結びついて別の物質に変わる化学変化が進み、水そのものが繊維の上でなくなっていくために、せんたく物がかわいていく。水がかわくのは液体が気体に変わる状態変化で、物理変化です。別の物質ができているわけではありません。
- ⑶ 液体の水の粒子はどれも同じ激しさで熱運動しているので、風があたるとその表面の粒子が一度にまとめて気体へと変わり、まとまって飛び去っていく。液体の粒子の熱運動の激しさはそろっておらず、まちまちです。そのため気体になるのは特に激しく動く一部の粒子です。
- ⑷ 液体の中の粒子は熱運動の激しさがそろっておらず、表面にある粒子のうち特に激しく動くものが、まわりの粒子が引きとめる力を振り切って気体となって飛び出していく。液体の表面では、熱運動の特に激しい粒子が粒子間にはたらく引力を振り切って気体になるので、沸点より低い温度でも水は減っていきます。
- ⑸ 液体の水は沸点に達するまでは気体になれないので、かわいたように見えるのは、水がせんたく物の繊維のおくのほうへしみこんで見えなくなっただけである。沸点より低い温度でも、表面から粒子が飛び出して気体になります。水がしみこんで移動しただけなら重さも変わらないはずです。
解説
正解は⑷です。液体の中では粒子がたえず熱運動をしていますが、その激しさは粒子ごとにまちまちで、そろっているわけではありません。表面にある粒子のうち特に激しく動くものは、まわりの粒子が引きとめる力を振り切って気体となって飛び出していきます。これが蒸発で、沸点よりずっと低い温度でも起こります。風があたると飛び出した粒子が運び去られるので、蒸発はさらに進みます。液体が気体に変わるだけの変化なので、これは化学変化ではなく物理変化です。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。