資料一覧に戻る

物質は、温度や圧力によって固体・液体・気体の3つの状態をとります。状態が変わることを状態変化といい、物質そのものは変わらないので物理変化に当たります。状態変化には、熱の吸収または放出が伴います。

状態変化の名称と熱の出入り

変化名称熱例
固体→液体融解吸収氷がとけて水になる
液体→固体凝固放出水が凍って氷になる
液体→気体気化(蒸発)吸収ガソリンが蒸発して蒸気になる
気体→液体凝縮(液化)放出水蒸気が冷えて水滴になる
固体→気体昇華吸収ドライアイスが二酸化炭素の気体になる
気体→固体昇華(凝華)放出空気中の水蒸気が霜になる
状態変化と熱の出入り 気体固体液体融解気化昇華凝固液化昇華 熱を吸収する変化 熱を放出する変化 固体と気体の間の変化は、どちらの向きも昇華といいます。

固体→液体→気体の向きは、分子どうしの結びつきを弱める変化なので、熱を吸収します。逆向きの変化では、熱を放出します。

融点・沸点と物質の状態

1気圧のもとでは、融点より低い温度では固体、融点と沸点の間では液体、沸点より高い温度では気体になります。

物質融点沸点
水0 ℃100 ℃
エチルアルコール約−114 ℃約78 ℃

例えば、エチルアルコールは20 ℃では液体、90 ℃では気体です。沸点は、外圧が高くなると高くなり、外圧が低くなると低くなります。

状態変化と温度(潜熱)

状態変化をしている間は、加えた熱(または奪われた熱)が状態を変えるために使われるので、温度は変わりません。この熱を潜熱といい、融解に使われる熱を融解熱、気化に使われる熱を気化熱(蒸発熱)といいます。

例えば、氷を加熱すると、0 ℃で融解が始まり、氷がすべて水になるまで0 ℃のままです。水の気化熱は約2,257 J/g(100 ℃)と大きく、水が蒸発するときに周囲から多くの熱を奪うため、消火の冷却効果に利用されます。

風解と潮解

空気中の水分と物質の関係で起こる現象です。水分の出入りの向きが逆になります。

現象内容例
風解結晶水を含む物質が、空気中で結晶水を失って粉末状になる結晶炭酸ナトリウム(炭酸ナトリウム十水和物)
潮解固体が空気中の水分を吸収して、その水に溶ける水酸化ナトリウム、塩素酸ナトリウム

融点・沸点・気化熱は、1気圧での代表的な値。