中学に入って【密度と濃度】の問題に触れて好きだった理科が嫌いになったり苦手になったりしてる人っていませんか？
今日はそんな方の為に、わかりやすい解き方を解説します。苦手の克服やテストの点数アップのお手伝いが出来ればと思います。濃度と密度は数学の知識も入ってい得点の配分も高いので、必ず押さえておきたい項目です。この頁では密度について説明します。
はじめに、公式は覚えないと駄目か？
密度の公式ですが、質量(g)÷体積(㎝3)＝密度(g/㎝3)
なんだか良くわからないですよね？お伝えしたいのは、【この公式を暗記するのはお薦めしません！】と、いうことです。密度は簡単に言うと【サイコロ1個あたりの重さ】です。そしてサイコロを1㎤と思ってください。
世の中には色々な材質の物がありますよね？金、銀、銅、鉄、木など、金の中にも様々な種類が、鉄にもきっとたくさんの種類があるでしょう。要するに密度は「ある材質の物がサイコロ一個分の大きさだったら何g？」と聞いてるんです。
質量は重さと考えて問題ないです。簡単に整理しますと密度は「サイコロ1㎤あたりの重さを教えて！」と、いうことですね。何故こんなことを聞いてるか？金、銀、銅、鉄、木などって大きさも材質(中身が何でできてるか)も様々ですよね。
比較がしにくいので、せめて大きさが同じだったらどうか？という考え方から、密度（サイコロ一個分の重さ）というものがあると覚えてください。
- ずっしりつまっている物 → 密度が重い 例：レンガとか大きな石 (水に沈むようなもの)
- スカスカな物 → 密度が軽い 例：発泡スチロールとか木 (水に浮くようなもの)
密度を求めてみよう！
「銀の箱の重さ500g、体積50㎤の密度は？」と聞かれたら500g÷50㎤＝10g/㎤ となります。繰返しですがサイコロ1㎤の重さを知りたいので全体の重さ500g(質量)を50㎤(体積)で割ります。
結果公式通りになります。単に公式を暗記するのではなく、理由を理解して結果的に「ああ、だからこの公式になるんだ」という流れで学習することが大切です。
問題を問いてみよう！
① 体積25㎤、質量150gの密度
式：150 ÷ 25 = 6
答：6g/㎤
② 密度2.5g/㎤、体積30㎤の質量
式：2.5 × 30 = 75
答：75g
③ 密度1.8g/㎤、質量90g体積
式：90 ÷ 1.8 = 50
答：50㎤
④ 体積250㎤、質量5kgの密度
準備：5Kg = 5000g
式：5000 ÷ 250 = 20
答：20g/㎤
⑤ 体積1㎥、密度200g/㎤の質量は何kgか？
準備：1㎥ = 1000000㎤
式：1000000 ÷ 200 = 5000
5000g = 5kg
答：5kg （※問題が何kgか？と聞かれている点に注意）
⑥ 質量2kg、密度5g/㎤の体積は何㎥か？
準備：2kg = 2000g
式：2000 ÷ 5 = 400
400㎤ = 0.0004
答：0.0004㎥ （※問題が何㎥か？と聞かれている点に注意）
よく問題に出る2つのパターン
- 体積、質量、密度のどれか一つが不明でそれを求めるパターン
- 上記にプラスして単位の変換作業が必要なパターン
この2つのパターンには強くなっておいてください。密度はg/㎤の単位です。質量や体積がkgや㎥となっていた気を付けましょう。注意して欲しいのは体積の単位変換です。
先ほどの⑤⑥の問題を振り返ってみてください。以下の間違いをするケースがとても多いです。
- 1㎥＝100㎤ ×
- 1㎥＝1000000㎤ ○
長さは1m＝100㎝なのですが、体積は1㎥＝縦1m(100㎝)×横1m(100㎝)×高さ1m(100㎝)となるので1000000㎤と理解できますね。
逆の場合も念の為覚えておきましょう。
1㎤＝0.01m×0.01m×0.01m＝0.000001㎥ となります。
まとめ
いかがでしたか？密度の問題は体積、質量(重さ)、密度の関係性をつかむことが重要です。
上記参考図柄(テントウムシ)
そして、単位に気を付けることを意識してください。問題を20個くらい解いて間違わなければもう大丈夫です。密度で高得点狙おう！
密度に関連した中学理科のジャンルも記事にしているのでぜひご欄ください。
※参考：「濃度」についての解説
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