純鉄は912℃でBCCのα鉄(格子定数0.2904 nm)からFCCのγ鉄(格子定数0.3647 nm)へ変態する。このときの原子1個あたりの体積の変化として正しいものはどれか。格子定数はいずれも912℃での値とする。

正解：A. 約1%収縮する

原子1個あたりの体積は、単位胞の体積を単位胞内の原子数で割って求めます。BCCは 0.2904³/2 ≈ 0.01225 nm³、FCCは 0.3647³/4 ≈ 0.01213 nm³ なので、変化は約−0.97%、つまり約1%収縮します。より密に詰まったFCCになるので体積が減るわけで、膨張とするのは符号の取り違えです。約2倍の膨張は単位胞の体積どうしを比べた(0.3647³/0.2904³ ≈ 1.98)誤りで、単位胞の原子数がBCCは2個、FCCは4個と違うことを見落としています。この体積変化は、熱膨張の測定で変態点として観察できます。