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。
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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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