氷、水、水蒸気——これらは全部「水」という同じ物質です。 でも、見た目も手ざわりもぜんぜんちがいますよね。
その秘密は「温度」にあります。 温度が変わると、物質をつくる小さな「粒(つぶ)」の動き方が変わり、姿が変わるのです。
この「姿が変わること」を「状態変化(じょうたいへんか)」といいます。
氷、水、水蒸気——これらは全部「水」という同じ物質です。 でも、見た目も手ざわりもぜんぜんちがいますよね。
その秘密は「温度」にあります。 温度が変わると、物質をつくる小さな「粒(つぶ)」の動き方が変わり、姿が変わるのです。
この「姿が変わること」を「状態変化(じょうたいへんか)」といいます。
| 🧊 固体(こたい) | 💧 液体(えきたい) | ♨️ 気体(きたい) | |
|---|---|---|---|
| 例 | 氷、鉄、ダイヤモンド、ドライアイス | 水、牛乳、しょうゆ、アルコール | 水蒸気、酸素、二酸化炭素、窒素 |
| 粒のようす | ぎっしりつまって規則正しく並んでいる | 少しすきまがあり、ゆっくり動き回れる | バラバラに自由に飛び回っている |
| 粒の動き | ほとんど動けず、その場で小さくふるえるだけ | ゆっくり動き回る | はげしく飛び回る |
| 形 | 決まった形をもつ | 容器の形に合わせて変わる | 決まった形をもたない |
| 体積 | いちばん小さい | 固体より大きい | とても大きい(液体の約1700倍!) |
| 目で見える? | 見える | 見える | 見えない(湯気は液体の小さなつぶ!) |
温度が上がると右上に、下がると左下に変化するよ
固体がとけて液体になること。このときの温度を「融点(ゆうてん)」という。純すいな水の融点は0°C。
液体が固まって固体になること。このときの温度を「凝固点(ぎょうこてん)」という。純すいな水の凝固点は0°C。融点と同じ温度!
液体が気体になること。「蒸発」と「沸とう」の2種類がある(くわしくは「くわしく学ぶ」で)。
気体が冷やされて液体になること。冷たいコップの外側に水てきがつくのがこれ!
固体が液体にならずに直接気体になること。ドライアイスやナフタレン(防虫ざい)がこれ。
気体が液体にならずに直接固体になること。霜(しも)が降りるのがこれ!
もののすがたには固体・液体・気体の3つがあり、温度を上げたり下げたりすると、たがいに移り変わります。
ビーカーに入れた氷をゆっくり加熱するようすを考えてみましょう。温度計が (あ)°Cを示すと氷がとけ出しますが、全部とけ終わるまで温度計の目もりは動きません。 とけ終わって水だけになると温度はまた上がりはじめ、100°Cに達したところで、こんどは (い)が起こり、液体の内部からさかんにあわが出るようになります。 温度によってもののすがたが移り変わるこの現象を「状態変化」とよびます。
状態変化の前後で、そのものが何であるかという性質は変わりません。変わるのは体積です。 多くのものは、固体→液体→気体とすがたが変わるにつれて体積がふえていき、とくに気体になると体積は一気に大きくふくらみます。 なお、固体には決まった形がありますが、気体に決まった形はなく、目で見ることもできません。