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暑い夏の日、あなたは自分自身に素敵なレモネードのグラスを作りたいです。飲み物に氷を入れて、レモネードがこぼれます！しかし、レモネードを注ぐ前に飲み物に氷を加えた友人は、氷が飲み物に溶けたとしてもこぼれません。
この現象を理解するには、温度によって水の密度がどのように変化するかを理解する必要があります。
ボリューム密度とは
体積の氷と水の比率を計算する方法を理解するために、「1カップの氷はどれだけの水に等しいか」と尋ねることができます。この質問に答えるには、密度を理解する必要があります。
水の体積密度は、1単位の体積に住んでいる水の質量を表します。したがって、体積密度の次元は 単位体積あたりの質量。単位は、単位ミリリットルあたりのグラム（g / mL）、単位リットルあたりのkg（kg / L）、または体積単位あたりのその他の質量単位です。液体の水の密度は非常に覚えやすく、1 g / mLです。
氷の体積を計算する
水は実際には非常に珍しい物質です 固体の水（氷と呼ばれる）は液体の水よりも密度が低い。氷の密度は0.92 g / mLです。つまり、1グラムの水を取り出して冷凍庫に入れると、取り出すときに体積が膨張し、液体のときよりも多くのスペースを占有します。
逆に、（以前のレモネードを思い出してください）いくつかのアイスキューブを含む飲み物から始めて、それらが溶けた場合、カップ内の水位は実際に同じままになります。一度水に溶けた部分は溶けてしまった。
しかし、氷のカップが1つある場合はどうでしょうか？氷が溶けたら何杯の水がありますか？
ミリリットルあたりのグラム単位で既知の密度を使用するために、米国カップをミリリットルに変換することから始めます：1 U.S.カップ= 236.588 mL。ここで、ミリリットル単位の体積に氷の密度を掛けて、水の温度を変更しても変化しない水のグラムを取得します。
したがって、水の質量は236.588 mL×0.92 g / mL = 217.661 gの水です。液体水の217.661グラムの体積を計算するには、水のグラムを液体水の密度で単純に除算します：217.661 g /（1 g / mL）= 217.661 mL、または約0.92カップの水。
あなたの仕事をチェックする本当に良い方法は、あなたが得た答えが「意味がある」かどうかをチェックすることです。この場合、あなたはそれを知っています 氷が溶けて液体水になると体積が減少する。したがって、音量が低下した場合、あなたは正しい軌道に乗っています！数字を見ると、約237ミリリットルの氷が約218ミリリットルの液体水に溶けていることがわかりました。答えは「理にかなっています！」
氷を水量に変換する簡単な方法
密度から体積を計算するための完全な手順を覚えておく価値がありますが、この計算を行うには、氷と水の比率を使用するのが手っ取り早い方法です。
密度の比は、単純に一方の密度を他方の密度で割ったものです。水と氷の密度は0.92です。比率を使用すると、氷の体積に0.92を掛けることができます。これは、氷の体積から液体水への換算係数です。
以前は、この比率を使用して、1カップの氷が0.92カップの液体水になることをすばやく計算できたはずです。
一般に、氷から水への体積変換の例と同様に、他の状況でも迅速な変換のために比率を使用できます。
ヒント
重量、質量、体積
これらのすべての用語、重量、質量、体積には、「ユニット」と呼ばれるものがあります。それぞれがどのタイプの数量が測定されているかを教えてくれます。
重量は、オブジェクトの質量と局所的な重力加速度によるオブジェクトの力ですが、質量はオブジェクト内の物質の量にすぎません。オブジェクトの質量は、誰かがオブジェクトの一部を物理的に切り取って取り除いた場合にのみ変化しますが、誰かがそれを谷から山の頂上に移動した場合、オブジェクトの重量は変化します。
一方、ボリュームは、ある程度の質量に必要な物理スペースの量です。
これらの量の違いを覚えておくことは重要です。そのため、答えが「理にかなっている」ことを確認できます。