これが解けるか!

Can this be solved!

これが解けるか!

やかん

「どうぞ」

 そういって私は光太郎に珈琲をすすめる。

「ありがとうございます」

 光太郎が珈琲を一口すする。

「おいしいね、これ」

 光太郎の頬がわずかに緩んでいる。

「そうだろ。お気に入りなんだ」

 光太郎がうんうんとうなずく。

 そういえば、と光太郎がいう。

「さっき珈琲を淹れるのに使うお湯を沸かしているとき、やかんが汽笛のような音を出していたけど、なんであんな音が鳴るんだろう」

「面白い質問だね。なんでだと思う」

「うーん、水が沸騰してぼこぼこ泡が出ていることと関係あるよね」

 私は、そうだね、と頷いた。

「水が沸騰して水蒸気になると体積が増える……水が液体から気体になると体積が一気に増える。つまり、やかん内にある物質の体積が増える……」

 光太郎がああでもないこうでもないと考えている。

「そうそう。さっき使ったやかんはふたががっちり閉められている上に注ぎ口も空気穴つきの栓で塞いでいた。増えた体積を一気に大気中に散らすことはできない状態だった、というのがヒントだな」

「ああ、わかった!」

 

【問】

〇やかんで水を沸騰させると、汽笛のような音がするのはなぜか。

※ただし、やかんはがたがたとふたが揺れないようにがっちりと閉められており、注ぎ口も空気穴つきの栓で塞がれているものとする。

〇やかん内の水が沸騰したらとき汽笛のような音が鳴るようにしているのはなぜだろうか。理由を推測しなさい。

〇上記のやかんとよく似た構造のものに圧力なべがある。圧力なべを使用して水を沸かすと、なべ内部の水はセ氏100度を超えても液体のままでいられる。その理由を簡潔に説明しなさい。

〇圧力なべを用いなくても沸点を上昇させる方法がある。その方法について調査し、沸点が上昇する理由についてできるだけ簡潔かつ丁寧に説明しなさい。