なかなかやりやがる石川県の理科

理科の問題の話をするので、

まだ受験を終えていない受験生は読まないでね。

2020年理科大問4問4水とエタノールを混ぜた体積

K324

この問題。エタノール100c㎥と水100c㎥を足したら、

体積は何c㎥か?

答え、192c㎥

100と100足したら200じゃないのかー。

それ以外、考えらないだろう。

こたえが192c㎥ので

絶対、問題の間違いに決まってる。そう思った時期もありました・・・・。

解説すると、

水とエタノールを混ぜると、エタノールの分子の方が水の分子より小さく

水の分子の間にエタノールの分子が入り込んで、体積が小さくなる。

(参照 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1311986998)

だから、実験3の所も素直に水100c㎥とエタノール100c㎥だと、

密度を使って、質量を計算すると、

水100c㎥が100g、エタノール100c㎥が79gで、

混ぜて半分の100c㎥取り出したら、89.5gになるはずなのに、

93gとなっていて、合わない。ここで、気がついてほしいということだ。

全体の体積が減ってるんだってこと。

そして、どうやって答えを求めればいいかと言うと、

水とエタノールを混ぜると体積は減る。

しかし、質量保存の法則より、質量は変わらない。

だから水100c㎥とエタノール100c㎥の質量を計算すると、

上にも書いたように水が100g、エタノールが79gで、

混ぜた液体の質量は、179gとなる。

そして、実験3より、水とエタノールを混ぜた液体の体積と質量の比率は

100c㎥:93gなので、

100c㎥:93g=xc㎥:179gとして、

計算すると、x=192.4・・・となるので、

答えは192gとなる。

って、こんなの解ける?

エタノールと水を混ぜると体積減るって知ってる?

エタノールの分子が水の分子より小さいって知ってる?

エタノールの分子が水の分子の間に入るって知ってる?

もちろん、実験3の結果から推測しろってことなんだろうけど、

まあ、むずかしいね。これは。

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