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【大人の極上脳トレ】電信の符号と電柱の本数、モルと分子の個数の計算パズル

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はじめに

「電信が始まってから、今年で何年?」「点と線の符号は、何通り作れる?」「水36gは、何モル?」。暮らしのなかには、ちょっとした計算で答えが出せる疑問が、たくさんあります。

電信と、化学。まったく別の世界に見えますが、どちらも数を整理して、筋道を立てて答えを導くという楽しさがあります。

👇 本記事でわかる3つの重要ポイント 👇

  • 【テーマ1】年号の差から、経過した年数を求める
  • 【テーマ2】符号の組み合わせと、電柱の本数(植木算)を求める
  • 【テーマ3】質量とモルの関係から、物質の量や粒の個数を求める

使うのは、かけ算・わり算と、電卓があれば十分です。全部で6問のドリルを用意しました。ぜひ答えを開く前に挑戦してみてください。

第1部:電信電話記念日・符号と電柱の算数パズル

年数・組み合わせ・植木算の基本

10月23日は「電信電話記念日」です。ここでは、年数、符号の組み合わせ、電柱の本数にまつわる計算を、確かめます。

  • 経過年数:あとの年−はじめの年
  • 符号の組み合わせ:「短点(・)」と「長点(−)」の2種類を、n個ならべると、2をn回かけた数だけできる
  • 植木算(両端に立てる場合):本数=全体の長さ÷間隔+1

年号は、1869年に電信線の工事が始まったこと、1950年に記念日が制定されたことに基づく実際の年号です。距離や間隔などの数字は、すべて計算練習用の仮の値です。

【ドリル1】電信の始まりから、何年?

1869年に、東京〜横浜間で電信線の工事が始まりました。
(1)2026年は、工事の開始から何年後でしょうか。
(2)1950年に、記念日が制定されたのは、工事の開始から何年後でしょうか。
(3)記念日の制定から、2026年までは何年でしょうか。

▶ 答えと解説を見る

答え:(1)157年 (2)81年 (3)76年

  • (1)2026−1869=157年
  • (2)1950−1869=81年
  • (3)2026−1950=76年。または、157−81=76年

年号の計算は、「あとの年−はじめの年」で求められます。(3)は、(1)と(2)の差でも、確かめられます。

【ドリル2】点と線で作る、符号の数

「短点(・)」と「長点(−)」の2種類の記号を、ならべて、符号を作ります。
(1)2個ならべるとき、何通りできるでしょうか。
(2)3個ならべるとき、何通りできるでしょうか。
(3)1個から4個までの符号を、すべて合わせると、何通りできるでしょうか。

▶ 答えと解説を見る

答え:(1)4通り (2)8通り (3)30通り

  • (1)2×2=4通り(・・、・−、−・、−−)
  • (2)2×2×2=8通り
  • (3)1個で2通り、2個で4通り、3個で8通り、4個で16通り。2+4+8+16=30通り

1個ふえるごとに、組み合わせの数は、2倍になります。モールス符号でも、このような点と線の組み合わせが、文字に対応しています。

【ドリル3】電柱を、何本立てる?

東京〜横浜間に見立てて、直線の道に、電柱を立てます。道の長さは30km、電柱の間隔は50m、両端にも電柱を立てます(どちらも仮の値)。
(1)30kmは、何mでしょうか。
(2)電柱と電柱のあいだの区間は、いくつあるでしょうか。
(3)電柱は、全部で何本必要でしょうか。

▶ 答えと解説を見る

答え:(1)30,000m (2)600区間 (3)601本

  • (1)30×1,000=30,000m
  • (2)30,000÷50=600区間
  • (3)両端にも立てるので、600+1=601本

「区間の数」と「柱の本数」は、1つずれます。両端に立てるときは、区間の数に1を足します。

第2部:化学の日・モルと分子の算数パズル

モルの基本

10月23日は「化学の日」でもあります。ここでは、モルにまつわる計算に挑戦します。基本は、次の3つです。

  • 物質量(mol):質量(g)÷1molあたりの質量(g/mol)
  • 粒の個数:物質量(mol)×アボガドロ定数(約6.0×10の23乗)
  • 気体の体積:標準状態(0℃・1気圧)では、気体1molは約22.4L

1molあたりの質量は、水(H₂O)が18g/mol、二酸化炭素(CO₂)が44g/molとします。これは、原子量を、水素1、炭素12、酸素16に丸めて計算した値です。アボガドロ定数も、計算を簡単にするため、約6.0×10の23乗とします。

【ドリル4】水の質量から、物質量を求める

水(H₂O)は、1molあたり18gです。
(1)水36gは、何molでしょうか。
(2)水36gに含まれる水分子は、およそ何個でしょうか(1molあたり6.0×10の23乗個とします)。
(3)水9gは、何molでしょうか。

▶ 答えと解説を見る

答え:(1)2mol (2)およそ1.2×10の24乗個 (3)0.5mol

  • (1)36÷18=2mol
  • (2)6.0×10の23乗×2=1.2×10の24乗個
  • (3)9÷18=0.5mol

「質量÷1molあたりの質量」で、物質量が求まります。個数は、物質量にアボガドロ定数をかけると、求まります。

【ドリル5】二酸化炭素の物質量と体積

二酸化炭素(CO₂)は、1molあたり44gです。標準状態では、気体1molの体積は約22.4Lとします。
(1)二酸化炭素88gは、何molでしょうか。
(2)二酸化炭素11gは、何molでしょうか。
(3)二酸化炭素11gの標準状態での体積は、およそ何Lでしょうか。

▶ 答えと解説を見る

答え:(1)2mol (2)0.25mol (3)およそ5.6L

  • (1)88÷44=2mol
  • (2)11÷44=0.25mol
  • (3)22.4×0.25=5.6L

質量→物質量→体積の順に、1段ずつ求めると、間違いが減ります。

【ドリル6】化学の十文字パズル

中央の空欄【 ? 】に漢字1文字を入れて、上から下、左から右へと読む「4つの二字熟語」を完成させてください。

変
文【 ? 】学
粧

(※「変?」、「文?」、「?学」、「?粧」という4つの熟語ができます!)

▶ 答えと解説を見る

答え:化

完成する熟語は、変化[ヘンカ]、文化[ブンカ]、化学[カガク]、化粧[ケショウ]です。「化学の日」にぴったりの、「化」の字を使った言葉が揃います。

ちなみに「化」は、形や性質が変わることを表す字です。「化学」は、物質が、どのように変わるのかを調べる学問、という意味合いがあります。

2つのパズルに共通する「考え方」

  • 1段ずつ、順番に求める:質量→物質量→体積、区間→本数のように、順番に求めると、間違いが減ります。
  • 「端」と「単位」に気をつける:植木算の「+1」や、kmとm、gとmolなど、数え間違えやすい点を、あらかじめ意識します。
  • 自作問題に挑戦:自分の街の道の長さや、コップ1杯の水の質量を使って、オリジナルの問題を作ってみるのもおすすめです。

まとめ

第1部では、電信の始まりからの年数の計算、点と線の符号の組み合わせ、電柱の本数の植木算を、学びました。

第2部では、質量とモルの関係、粒の個数、気体の体積の計算、そして「化」の十文字パズルに挑戦しました。

電信も化学も、数字を整理すれば、筋道を立てて考えられます。金曜日の朝、ぜひ紙とペンで、ゆったりと楽しんでみてください。

参考リスト

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