小4すがたを変える水(小4理科)のプリント

この単元のねらい

水を熱したり冷やしたりしたときの温度の変わり方と、水が氷・水・水じょう気とすがたを変えることを、実験の結果と結びつけて説明できるようになる単元です。

学ぶ内容

東京書籍では「水のすがたと温度」、大日本図書では「すがたを変える水」という名前の単元です。教科書によっては「水のすがた」「水の3つのすがた」という名前もあります。大日本図書の小単元は「熱したときの水のようす」「冷やしたときの水のようす」「温度と水のすがた」の3つです。 「熱したときの水のようす」では、水をビーカーに入れて熱し、温度の変化を調べます。温度は少しずつ上がり、約100℃でふっとうします。ふっとうしている間は、さかんにあわが出て、熱し続けても温度は上がりません。あわの正体は、水が気体になった水じょう気です。水じょう気は目に見えず、やかんの口から少しはなれた所で見える白い湯気は、水じょう気が冷やされた小さな水のつぶです。ふっとうを続けると水の量がへり、水が水じょう気になると体積はとても大きくなります。実験では、温度計のえきだめをビーカーの底やかべにふれさせないこと、ふっとう石を入れて、急にはげしくふっとうするのを防ぐことも決まりです。 「冷やしたときの水のようす」では、氷と食塩を混ぜた入れ物で水を冷やします。水は0℃でこおり始め、すべてが氷になるまで温度は0℃のままです。水が氷になると体積が大きくなるので、こおらせた試験管の氷の表面は、はじめの水面より高くなります。 「温度と水のすがた」では、氷(固体)、水(えき体)、水じょう気(気体)の3つのすがたを整理します。氷を熱すると0℃でとけ始め、すべてが水になるまで温度は0℃のままです。水じょう気が冷やされると水にもどり、冷たいコップの外側に水てきがつきます。

つまずきやすいところ

• 「熱し続けているのに、ふっとう中は温度が上がらない」ことは、実験の結果で確かめないと納得しにくいところです。グラフにして温度が変わらない部分を線の形で確かめます。
• ふっとうのあわを、空気だと考えることがあります。あわの正体は、水が変わった水じょう気です。
• 湯気と水じょう気を区別するのがむずかしいです。湯気は水のつぶで目に見え、水じょう気は目に見えません。
• 水がこおり始めてから、すべて氷になるまでの間は0℃のままだということが、「こおったら下がる」と混ざります。
• 水が氷になって体積が大きくなったことを、重さもふえたと取りちがえることがあります。体積と重さは別のことです。

教え方・声かけのコツ

• 水をはかる温度のグラフをかかせて、「上がる」「平ら」「また上がる」の3つの部分を、色を変えて線を引くと、温度が変わらない部分が一目で分かります。
• やかんの口の近くを見て、湯気が見える所と見えない所があることを確かめ、見えない部分に水じょう気があることを話し合います。
• 冷たい飲み物を入れたコップに水てきがつくのを観察し、水じょう気がどこから来たかを言葉にします。
• 製氷皿の水面の高さを、こおらせる前と後でくらべると、氷になると体積が大きくなることが目で分かります。

運営者の見方

このページは、教科書の「すがたを変える水」を1ページにしました。もとは「温度と体積・水のすがた」の後半で、水のふっとうとこおり方、固体・えき体・気体の問題を引きつぎました。ものの体積は「ものの温度と体積」、あたたまり方は「もののあたたまり方」の別のページです。 問題は、小単元(熱したとき、冷やしたとき、温度とすがた)ごとにそろえ、温度が変わらない部分(ふっとう中・こおり始めから氷になるまで・氷がとけているとき)を何度も問うようにしました。きほん5枚、ふつう5枚、小テスト5枚、個別配慮5枚があります。個別配慮は、文字と枠を大きくして問題数をしぼった版です。用語(固体・えき体・気体、ふっとう、水じょう気)が多いので、少しずつ確かめられるようにしています。

よくある質問

Q. 水が氷になると、なぜ体積が大きくなるのですか。
A. 小学校では、「水が氷になると体積が大きくなる」という事実を、実験で確かめます。理由までは扱いません。

Q. ふっとうと、じょう発は、どうちがいますか。
A. ふっとうは、約100℃になったときに、水の中からさかんにあわ(水じょう気)が出る現象です。じょう発は、水の表面から少しずつ水じょう気になる現象で、100℃より低い温度でも起こります。じょう発は「雨水のゆくえ」の単元でも出てきます。

Q. 氷がとけている間も、温度は変わりませんか。
A. 氷がとけ始めてからすべて水になるまでは、0℃のままです。すべてとけてから、さらに温度が上がります。