物質の三態と状態変化

固体・液体・気体の三態と、融解・蒸発・凝固など状態変化のしくみを整理します。

編集・検証: 危険物乙4スタディ編集部 公式情報: 消防試験研究センター公式サイト 制作・検証方針

ガソリンや灯油は液体ですが、温度が変わると気体にも固体にもなります。まずは物質の三つのすがたと、その移り変わりを整理しましょう。

黒崎 サニー(普段) 黒崎 サニー

先生!
水は氷にも湯気にもなるけど、あれって全部おなじ水なんだよね?

緑川 カナ 先生(笑顔) 緑川 カナ 先生

そうなのよ。
物質には固体・液体・気体の三つのすがたがあって、これを物質の三態と呼ぶの。
中身は同じでも、粒の集まり方が変わるだけなのね。

栗原 せな(普段) 栗原 せな

補足すると、固体は粒がぎっしり並んで動きにくく、液体は粒が入れ替わりながら流れ、気体は粒が自由に飛び回っています。
同じ物質でも温度や圧力で三態を行き来しますね。

麦倉 ふわり(普段) 麦倉 ふわり

そのすがたが変わることを、なんて呼ぶんですかぁ?

緑川 カナ 先生(笑顔) 緑川 カナ 先生

すがたが移り変わることを状態変化というのよ。
固体→液体は融解、液体→気体は蒸発(気化)、気体→液体は凝縮(液化)、液体→固体は凝固ね。

黒崎 サニー(びっくり) 黒崎 サニー

固体からいきなり気体になるのもあるって聞いたけど?

緑川 カナ 先生(笑顔) 緑川 カナ 先生

いい着眼点ね。
固体から直接気体になったり、その逆になることを昇華というの。
ドライアイスやナフタリンが代表例よ。

栗原 せな(普段) 栗原 せな

つまり状態変化のときに出入りする熱が大事ということですね。
固体を液体にするのに必要な熱が融解熱、液体を気体にするのが蒸発熱です。

麦倉 ふわり(普段) 麦倉 ふわり

その熱を加えているあいだ、温度はずっと上がっていくんですかぁ?

緑川 カナ 先生(普段) 緑川 カナ 先生

ここが大切なところよ。
状態変化しているあいだは、加えた熱がすがたを変える方にだけ使われるから、温度は上がらないの。
氷が溶けきるまで0℃のままなのがその例ね。

黒崎 サニー(笑い) 黒崎 サニー

なるほど!
溶けてるあいだは熱がぜんぶ引っ越し作業に使われてるんだね。

栗原 せな(普段) 栗原 せな

整理すると、沸点は液体が内部からも激しく蒸発する温度、融点は固体が液体になる温度です。
第4類の危険物は蒸発しやすい液体が多いので、蒸発と沸点の理解が特に重要ですね。

緑川 カナ 先生(笑顔) 緑川 カナ 先生

そのとおり。
ガソリンのように低い温度でどんどん蒸発する液体は、可燃性の蒸気を出して危険になるの。
だから状態変化は危険物の性質の土台になるのよ。

麦倉 ふわり(笑顔) 麦倉 ふわり

すがたと熱の関係、なんだかつながってきたのぉ。

確認クイズ

液体が気体に変化する状態変化として正しいものはどれか。

  1. 融解
  2. 蒸発(気化)
  3. 凝固
  4. 昇華
こたえを見る

正解: 2. 蒸発(気化)

正解は「蒸発(気化)」。液体→気体の変化が蒸発です。融解は固体→液体、凝固は液体→固体、昇華は固体と気体が直接入れ替わる変化なので、いずれも液体→気体ではありません。

緑川カナ先生、栗原せな、麦倉ふわり、黒崎サニーが春の公園でピクニックを楽しむ様子

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