【動画解説】危険物乙種 物理・化学「物質の三態」

物理と化学(乙種)

※動画解説はこちら

【5分攻略】危険物乙4「物質の三態」を5分で理解!試験対策にも一夜漬けにも

ここでは「物質の三態」を学習します!

 

物質の三態とは

「物質の三態」とは「固体」、「液体」、「気体」の3つの状態を示します。水で例えると固体は氷、液体は水、気体は水蒸気です。

三態の状態変化について

固体⇔液体の変化は「融解」「凝固」

固体から液体になることを「融解」といいます。また、融解が起こる温度は融点です。逆に、液体から固体になる現象を「凝固」といいます。凝固が起こる温度は「凝固点」です

 

同じ物質の融点と凝固点は同じ温度

水の融点は0℃です。水の凝固点は、これもまた0℃です。つまり、同じ物質の融点と凝固点は同じ温度、ということです

 

液体⇔気体の変化は「蒸発」「凝縮」

液体から気体になる現象を「蒸発」で、気体から液体になる現象を「凝縮」といいます。

 

液体の内部からの蒸発は「沸騰」

液体の内部からも蒸発「沸騰」といいます。沸騰が起こる温度のことを沸点といいます。

 

固体⇔気体の変化は「昇華」

固体から気体、気体から固体になる現象を「昇華」と呼びます。昇華の例としてよく用いられるのが固体の二酸化炭素、いわゆるドライアイスです。

 

「吸熱」「放熱」を理解しよう

物質が熱を吸収することを吸熱

物質が熱を吸収することを吸熱といいます。融解、蒸発、昇華などの、温めることで発生する現状はすべて吸熱です。

 

物質が熱を放出することは放熱

もともと持っていた熱を外に放出することを「放熱」といいます。凝固、凝縮、昇華などの、冷やすことで発生する現状は、すべて「放熱」です。

 

また、状態変化が起こっているときには、外から熱を加えても温度変化しません。水が沸騰しているときに熱を加えても、温度は100℃のままです。

補足

このことを図で表すと以下になります。まず縦軸が温度、横軸が熱量を表すとします。最初氷をイメージしてほしいんですけど、氷に熱を加えていくと、氷の温度が上がってきます。その後、融点である0℃になると氷から水になる融解が始まりますので、温度変化はせずにずっと0℃のままです。融解が終わってすべて水になるとまた温度が上がっていくのですが、100℃になると今度は水から水蒸気への変化、蒸発が始まりますので、ここでも温度変化はせずにずっと100℃のままです。そしてすべてが水蒸気になったときに再度温度があがっていく、といった流れになります。

 

溶解・潮解・風解を理解しよう

融解と紛らわしい現象として溶解、潮解、風解があります。

 

沸点と圧力(蒸気圧)

水の沸点は100℃ですが、標高が高い山の上では気圧が低いために沸点が下がります。つまり沸点は圧力によって変化します。

液体を加熱すると液体が沸騰する力が加わります。これを蒸気圧といいます。沸騰は、蒸気圧が外圧を上回ったとき、に発生します

ここで、例えば山頂のように外圧が低くなると蒸気圧のほうが大きくなるので、沸騰しやすくなります。つまり通常よりも低い温度で沸騰する、沸点が下がるということになります。

 

逆に、例えば外圧が高くなると蒸気圧より外圧が大きくなるので沸騰しにくくなります。つまり通常よりも高い温度で沸騰する、沸点が上がるということになります。

コメント