1. はじめに：この記事を読んで得られるメリットと実戦力

予習シリーズ4年上の第13回・第14回の理科は、どちらも化学分野です。第13回は身の周りの空気と水、第14回は金属で、気体(空気)・液体(水)・固体(金属)を、比べながら学習します。

【本記事を読むメリット】
この記事を読むことで、第13回では、空気と水の「共通すること」と「異なること」(重さ、押し縮められるか、温度による体積変化)を、どう整理すればよいかが分かります。第14回では、金属の特徴、入試で優先して覚える金属、金属の温まり方(伝導)、温度と体積の関係をどう押さえればよいかが分かります。

2. 第13回：身の周りの空気と水

第13回は、身近な気体である空気と、身近な液体である水の、2つの物質を比較しながら確認していく内容です。空気と水で異なることと共通すること、共通する性質の場合は、どういう差があるのかが、しっかり理解したいところです。学校でやるような内容でもあり、学校の先取りのイメージですが、この内容が入っていないと、この先の化学分野の理解が難しくなるので、ここで理解を深めておきましょう。

旧版は、身近な現象に触れながら知識を押さえるよう述べています。空気については、空気としての知識なのか、気体としての知識なのかが区別できると、よりよいでしょう。水については、状態変化のイメージをつかむとよい、としています。

空気と水の重さ:共通するが、差が大きい

水に重さがあることは、小学生でも理解できますが、空気に重さがあることは、あまりイメージがないかもしれません。ここが1つのポイントです。空気にも水にも重さがある、というのは共通することです。ただし差があり、水のほうが圧倒的に重く、空気のほうが軽いです。101ページに、水は1Lが1000g、空気は1Lが1.3gと書かれています。だいぶ開きがあるので、この点を理解しておくことが大切です。

旧版は、空気に重さがあることは、小学4年生にとって衝撃の事実かもしれないと述べています。まず、実験の内容をしっかり理解できるようにしましょう。また、空気と水で重さが全く異なることは、プールで浮き輪を浮かべた様子で考えると分かる、としています。

空気や水を押し縮める:弾性力

空気は押し縮めることができますが、水はほとんど押し縮められません。空気には弾性力があり、ばねと同じように、元に戻ろうとする力が働きます。そのため、押し縮めて、手を離すと元に戻ります。この弾性力が、空気にはあって、水にはありません。これをしっかり理解しておきましょう。

空気や水の体積と温度

空気にも水にも体積があり、温められたり冷やされたりすると、体積が変化します。まず共通することとして、温めると大きくなり、冷やすと小さくなります。これが大前提です。ただし、変化の仕方が空気と水では異なります。大事なのは、103ページのグラフです。

• 水:温度が上がっても、体積は少ししか変化しません。
• 空気:温度が上がると、その分、体積の変化が大きくなります。

空気や水の温まり方:対流

空気や水を温めると、どのように動くかです。空気と水は、今回は共通して対流です。温められたものは上昇し、冷やされたものは下降して、ぐるぐる回っていきます。これは共通するものとして理解を深めます。5年生になってもやる内容なので、しっかり押さえておきたいところです。

3. 第14回：金属

第14回も、化学分野です。前回は、身近な代表的な気体の空気と、身近な液体の水を対比して見ていくのがテーマでした。今回のテーマは金属で、これは身近な固体です。タイトルだけ見るとそうは感じませんが、実は気体・液体に対して、固体はどうなのか、という対比になっています。この点を意識して取り組むと、理解度が深まります。(進塾講師の見解)

身の回りの金属:最優先は「銅・鉄・アルミニウム」

セクション1は、金属の特徴です。金属の特徴は、結構重要です。

• 光沢がある。
• 電気や熱を伝えやすい。
• 基本的に固体である。
• たたいて板状に広げることができる。これは、金属がよく使われる理由でもあります。

いろいろな金属が、中学受験に出やすいものから身近なものまで複数書かれています。4年生の理科では、身近なところに触れていくことが重要なポイントです。ただ、実際に入試問題などに出てくるのは、この中では銅、鉄、アルミニウムで、この3つは、かなりしっかり押さえておく必要があります。

金属の温まり方:伝導

セクション2は、金属の温まり方です。空気や水の温まり方は、前回扱ったとおり、対流で熱が伝わっていきます。それに対して、金属(固体)は伝導という形で熱が伝わります。ここの理解を深めましょう、という内容です。

当たり前と言えば当たり前で、金属がぐるぐる回るわけはなく、温められた近いところから熱くなります。そんなに難しい話ではありません。また、空気や水の温まり方と違って、金属は温まるのが早いです。フライパンがすぐ熱々になる、という身近な例で想像できます。身近なところに触れながら理解を深めることが、重要なポイントです。

さらに、111ページの上のほうに書いてある、熱の伝導の速さは金属ごとに違うという点は、入試問題でも出てくる重要なポイントなので、しっかり押さえておきたいところです。(進塾講師の見解)

金属の温度と体積:金属球膨張試験器

空気や水(気体や液体)は、温度が上がると体積が大きくなる、というお話でした。固体である金属はどうかというと、これも同じで、温められたら大きくなり、冷やされたら小さくなります。それを確かめる実験として、金属球膨張試験器という有名な器具があります。この器具で、大きくなる理屈と、そこからどのような結果が導かれるかを、しっかり覚えておきましょう。

112ページの最後のところに、金属の膨張を調べるために、針とストローを使って実験をしている様子があります。この図では、金属が伸びると、ストローが時計回りに回るとのことです。なぜ回るのか、そして冷やされたらどうなるのかを、しっかり理解することが、とても重要です。これは代表的な図で、入試問題として出てくる可能性が十分にあるので、押さえておきましょう。

4. まとめ・解説動画（タイムスタンプ付き）

第13・14回の理科は、化学分野の2回です。第13回は、空気と水を比べて、重さ(水1Lは1000g、空気1Lは1.3g)、押し縮められるか(弾性力)、温度による体積変化、対流を押さえます。第14回は、金属の特徴、銅・鉄・アルミニウムの優先、伝導、温度と体積(針とストローの実験)を押さえましょう。

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