状態変化

水はとても身近な物質ですが、その姿は3通りありますね。
ふだん水道の蛇口から出てくるのは液体の「水」、暑い日には凍らせて固体にした「氷」を飲み物に入れたりします。
沸かすとどんどん気体の「水蒸気」となって空気中に飛んでいってしまいます。
ここでは、物質が姿を変えること(状態が変化すること)について、見ていきましょう。

固体・液体・気体

水だけでなく、物質は「固体←→液体←→気体」と、温度によってその状態を変えます。


状態変化
…熱したり冷やしたりすると、その物質の状態が変わること
        (状態…固体・液体・気体)

物質そのものは変わらないので、質量は変化しない

では、それぞれの状態はどんなちがいがあるのか、見ていきましょう。

固体

↓↑

一定の形と体積をもつ状態

容器によって形も体積も変わらない

↓↑

液体

↓↑

一定の体積をもつが形が
自由に変わる状態

容器によって体積は変わらないが
形は変わる

↓↑

気体

一定の形や決まった体積を
もたない状態

容器に合わせて一様に広がり、
体積も変わる

状態変化と体積

状態変化によって質量は変わりませんが、体積や密度は変わります。体積がどう変化するのかをおさえましょう。

いっぱんに

固体より液体、液体より気体の体積が大きくなる

液体→気体のときの体積の変化はたいへん大きいです。
固体→液体の場合、水は例外で、固体の状態(氷)のときのほうが液体の状態のときより体積が少し大きくなります。

状態変化と分子運動(参考)

状態変化をもっと小さな世界で見てみます。
状態変化とは、その物質をつくっている粒子(分子または原子)の集まり方や運動状態が変化することです。

固体…分子の結びつきの力が強い

↓熱を得て

液体…分子は振動しながら移動

↓熱を得て

気体…分子は自由に飛びまわる

※気化…液体が気体になること。気化が液体の表面だけで起こる場合を「蒸発」、液体の内部からも起こる場合を「沸騰」といいます。
※昇華…固体が直接気体になったり、気体が直接固体になったりすること。昇華する物質で有名なのは二酸化炭素(固体はドライアイス)です。

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