【高校化学基礎#02】物質の三態

高校化学

この記事で分かること

  • 三態(固体・液体・気体)と**相転移(状態変化)**の名前
  • 熱運動・分子間力が“状態”を決める理由
  • 沸騰と蒸発のちがい気圧と沸点の関係
  • 潜熱(融解熱・蒸発熱):なぜ温度が一時“止まる”のか

🎥 動画で一気に理解したい人はこちら:【高校化学基礎#02】物質の三態

この記事のゴール

  • ものは固体・液体・気体を行き来する(=三態)。
  • 名前(融解・凝固・蒸発・沸騰・凝縮・昇華・凝華)を身近な例で覚える。
  • 「なぜ温度が止まる?」「なぜ山だと早く沸く?」を直感で説明できる。

1. 三態ってなに?(まずは例から)

  • 固体:氷・ドライアイス・ロウソク
  • 液体:水・食用油・アルコール
  • 気体:水蒸気・酸素・二酸化炭素

同じ物質でも温度や圧力が変わると、姿(状態)だけが変わります。
例:氷 → 水 → 水蒸気(中身はずっとH₂O


2. 名前セットを一気に覚える(家にある例だけ)

  • 固体 → 液体:融解 … 氷がとける
  • 液体 → 固体:凝固 … 水が凍る
  • 液体 → 気体:蒸発 … 洗濯物が乾く(表面だけ静かに)
  • 液体 → 気体:沸騰 … やかんがグラグラ(液体全体で)
  • 気体 → 液体:凝縮 … お風呂の鏡に水滴
  • 固体 → 気体:昇華 … ドライアイスが消える
  • 気体 → 固体:凝華 … 冬の窓ガラスにできる“霜”

蒸発と沸騰のちがい

  • 蒸発=表面だけ・静か・常温でも起きる
  • 沸騰=液体全体・激しく泡・沸点で起きる

3. なぜ状態が変わる?(分子の“綱引き”)

  • 物質の中では、目に見えない粒(分子)がいつも動いている(=熱運動)。
  • 一方で、分子どうしはくっつき合う力もある(=分子間力)。
  • 分子間力(くっつく) vs 熱運動(離れたがる) の勝負で状態が決まる。
    • くっつく力が勝つ → 固体
    • いい勝負 → 液体
    • 離れたい力が勝つ → 気体

たとえると…
友だちと手をつないで並ぶ(固体)→ゆるく手をつないで流れる(液体)→バラバラに走り回る(気体)


4. 温度が“止まる”のはなぜ?(潜熱のひみつ)

  • 氷を温めると0℃でしばらく温度が止まる→それは、入れた熱が氷の結びつきを切るために使われるから。
  • 同様に、沸騰でも100℃付近(常圧)で温度が止まる液体から気体へ変わるためのエネルギーに使われる。
  • この“状態を変えるためだけに必要な熱”が潜熱
    • 融解熱:固体→液体
    • 蒸発熱:液体→気体(融解熱より大きいので、汗が蒸発すると強く冷える)

体感の例:手にアルコールをつけるとひんやり(蒸発熱で熱が奪われる)


5. 気圧と沸点(山と圧力鍋の話)

  • 気圧が低い(高い山)→沸点が下がる
    → 高地でインスタントラーメンがぬるいお湯でも沸く感じ。
  • 気圧が高い(圧力鍋)→沸点が上がる
    → 同じ火力でも中までやわらかく煮える。

6. よくある勘違い、ここで直す

  • 「蒸発=暑い日にだけ起きる」×。常温でもコップの水は少しずつ蒸発
  • 「泡が表面に見えたら全部蒸発」×沸騰全体で気体が生まれている。
  • 「氷と水は別の物質」×物理変化。中身は同じH₂O

まとめ(3行)

  1. くっつく力離れたがる動きの勝負で固体・液体・気体が決まる。
  2. 蒸発=表面/沸騰=全体。名前と身近な例をセットで覚える。
  3. 潜熱が使われている間は温度が止まる(融解・沸騰でよく見る現象)。

次の一歩(動画で理解を加速)

次回は 「#03 原子の構造」
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