氷/水/水蒸気 一体、何が違うの?
暑い夏。
嬉しいことは、洗濯物が、驚くほど早く乾くことでしょうか。
悲しいことは、せっかく、買ったアイスクリームが、すぐにとけてしまうことでしょうか。
寒い冬。
ゴルフ場でも、池が凍ったり、雨の翌日などは、グリーンまで凍りますね。(私も、これで、何度も、悔しい思いをしました)
暖かくした部屋の中から、窓を見ると、沢山の水滴が付いていることがありますね。
私たちの身の回りでは、このように、様々な「状態変化」が起こっています。
今回は、この「状態変化」について、詳しく見ていきましょう!!
状態変化
※ドライアイスのように、固体から、いきなり気体に変化することは「昇華」といいます
では、それぞれの状態のときの違いは何でしょうか?
まず、頭に浮かぶのは、温度の違いですよね。
固体(氷)は冷たく、液体(水)は普通の温度(常温)で、気体(水蒸気)は熱いですよね。
他に、違いはないのでしょうか。
実は、それぞれの状態の時の粒子の動きにも、違いがあるのです。
固体 : 粒子(目に見えない小さな粒)は、規則正しく、ピッタリとくっついている
液体 : 粒子どうしがくっついている、比較的自由に動いている
気体 : 粒子どうしが離れてしまい、活発に動き回っている
このように、同じ物質であっても、温度の違いによって、様々な状態に変化しているのです。
又、物質の状態変化によって、体積が異なることも、上の絵を見ると、イメージできますよね。
物質の体積 : 固体 < 液体 < 気体
※水だけは例外で、固体の時の方が液体の時よりも体積が大きい
融点と沸点
融点 : 固体が液体に変化する時の温度
沸点 : 液体が沸騰(※)して気体に変化する時の温度
※沸騰 : 液体の飽和蒸気圧と外圧(大気圧)が等しくなり、液体の内部化が気化が生じ気泡が発生する現象
純粋な物質を加熱すると、固体から液体に変化する温度(融点)に達すると、しばらくの間、温度上昇がとまりますが、固体が全て液体に変化した後は、再び、温度が上昇し始めますが、液体が期待に変化する温度(沸点)に達すると、又、温度上昇が止まり、全ての液体が気体に変化すると、又、温度が上昇します。
ちなみに、水の融点は0℃、沸点は100℃で、物質の種類によって、融点や沸点は決まっています。
【Dr.Keiのワンポイント・アドバイス】
物質が温度によって、気体/液体/固体に変化することを「状態変化」といいます。
物質の状態が変化すると、その粒子の状態や動きも変化します。
物質の状態変化によって、その体積も異なります。(固体 < 液体 < 気体)
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