温度による状態変化と身近な例【中学理科】

化学1
ひろまる先生
ひろまる先生

ここでは,物質の状態変化について解説して行きます.

水でも,氷の状態や水蒸気の状態があります.なぜ,このような状態が変化するのか見ていきましょう.

温度による状態変化と身近な例

氷,水,水蒸気は全て同じ物質です.

0℃以下になると氷になり,100℃をこえると水蒸気になり,その間は水です.

このように,温度が変化することにより状態変化が起こっています.

ここでは,温度の状態変化の関係について学習していき,また,身近な状態変化の例についてもみていきましょう.

状態とは?

状態とは,固体・液体・気体のことです.

ほとんどの物質には,固体,液体,気体の3つの状態が存在します.

イメージしにくいかもしれませんが,金属である鉄も,固体,液体,気体の3つの状態があります.

状態とは,固体・液体・気体のこと.

水を例にすると

  • 固体 … 氷
  • 液体 … 水
  • 気体 … 水蒸気

状態変化とは?

中1化学8 状態変化

状態変化とは,加熱したり,冷やしたりすることで,固体・液体・気体の状態が変化することです.

合計6つの状態変化があり,それぞれの状態変化に名前があります.

  1. 固体 → 液体 : 融解
  2. 液体 → 気体 : 気化
  3. 固体 → 気体 : 昇華
  4. 液体 → 固体 : 凝固
  5. 気体 → 液体 : 凝縮もしくは液化
  6. 気体 → 固体 : 昇華

※6個もあって,覚えられないーってときは,融解,凝縮,昇華がよく出てきます

状態変化の身近な例

では,身近な状態変化には,何があるのでしょうか?

状態変化の身近な例
  • コップの水が減る.
    • コップの水が表面から蒸発して,水蒸気になる,気化です.
  • 洗濯物がかわく.
    • 洗濯物に含まれている水が蒸発して,水蒸気になる,気化です.
  • アイスクリームが溶ける.
    • アイスクリームに含まれている氷が溶けて,液体になる,融解です.
  • ドライアイスが消える.
    • ドライアイスの温度が上がり,気体の二酸化炭素になる,昇華です.
  • 冬の朝,窓に水滴がつく.
    • 空気中の水蒸気が冷やされて,水になる,凝縮(もしくは液化)です.

状態変化と温度の関係

コップの中に氷だけを入れました.

そのコップを加熱していくと,氷から水になり,最終的に水蒸気になります.

そのとき,温度はどのように変化しているのでしょうか?

氷を加熱した時の温度変化のグラフ

中1化学8 状態変化と温度
① 氷から水への状態変化
  • 氷−20℃から温度を上げていきます.
  • 0℃になると,氷は溶けはじめ,やがて水となります.
    • 融解:固体から液体の状態変化
    • この時の温度を融点といいます.
  • 0℃の氷が溶け,0℃の水になります.
  • このとき,温度はずっと0℃のままです.

② 0℃の水から100℃の水
  • 0℃の水を加熱していくと,水の温度はどんどん上がっていきます.
  • 100℃の水になったとき,水は水蒸気へと状態変化します.


③ 100℃の水が水蒸気へ状態変化
  • 100℃の水になったとき,沸とうして水蒸気に状態変化します.
    • 気化:液体から気体への状態変化
    • このときの温度を沸点といいます.
  • 100℃の水が沸とうして,100℃の水蒸気になります.
  • このとき,温度はずっと100℃のままです.

少し長くなってきたので,まとめます.

ポイントがいくつかあります.

  • 【一番大切】状態変化が起こっているときは,温度が変化しない.
  • 水の融点:0℃
  • 水の沸点:100℃

焼肉で炎上したときは”氷”を入れると良い!?

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友達とお店で焼肉を食べているとき,炎が大きくなり,炎上した経験がある人がいると思います.

そいうときは,氷を入れると良いです.

では,炎上したとき,なぜ氷を入れると良いのでしょうか?

実は,この記事で学習した,”状態変化が起こっているときは,温度が変化しない”ということが関係しています.

つまり,氷を入れることで,炎上した熱が,水への状態変化に使われ,その結果,炎が小さくなるのです.

※わざと炎上させるのは危険なのでやめて下さい.

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