物理基礎:物質の三態と熱

<ポイント>
・固体が溶けて液体になる温度を融点、液体が沸騰して気体になる温度を沸点という
・融点にある物質を固体から液体に変化させるのに必要な熱量を融解熱という
・沸点にある物質を液体から気体に変化させるのに必要な熱量を蒸発熱という
(1)物質の三態と状態変化するときの温度
物質には「固体・液体・気体」という3つの状態があり、これを「物質の三態」といいます。
同じ物質が「固体⇔液体」「液体⇔気体」と変化するには、熱が必要です。

物質は温度が上がると、固体→液体→気体と変化していきます。
(度が下がると、気体→液体→固体と変化していきます)

このとき、「固体→液体」と状態変化することを融解といい、そのときの温度を融点といいます。
また、「液体→気体」と状態変化することを蒸発(気化)といい、そのときの温度を沸点といいます。
(それぞれ、逆の状態変化でも融点・沸点は変わりません)

(2)融解熱と状発熱
物質が「融点と沸点」にあるとき、与えた熱量が「分子どうしの結びつきをゆるめたり、切り離したりする」ために使われるため、(一時的に)温度が変化しなくなります。

熱を加えている物体の一部の状態変化がはじまってから、物体全体の状態変化が終わるまでの間は温度が上がらなくなるということです。
(物質の状態変化のために、熱量が使われているため)

融点にある物質を「固体から液体に変えるために必要な熱量」を融解熱といい、
沸点にある物質を「液体から気体に変えるために必要な熱量」を蒸発熱といいます。

(3)潜熱
融解熱や蒸発熱のように、「物質の状態変化にともなう熱量」を潜熱(せんねつ)といいます。
潜熱の単位には、J/g が使われます。

<補足>
物質が「固体→液体→気体」と変化せず、「固体→気体」と液体にならずに状態変化することがあります。
このような状態変化を「昇華」といいます。

身近にあるのは、ドライアイス(二酸化炭素)などはこの変化でつくられます。

<まとめ>
・固体が溶けて液体になる温度を融点、液体が沸騰して気体になる温度を沸点という
・融点にある物質を固体から液体に変化させるのに必要な熱量を融解熱という
・沸点にある物質を液体から気体に変化させるのに必要な熱量を蒸発熱という

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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