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物質の状態変化 – 要点まとめ|気体・液体・個体・融点・沸点

物質の状態変化 - 要点まとめ 理科

『物質』はあたためたり、冷やしたりすることでその状態を変化させます。

物質の状態には3種類あり、固体、液体、気体に分けられ、温度によって物質の状態が変わることを状態変化といいます。

固体を加熱すると液体になり、液体を加熱すると気体になます。
また、気体を冷やすと液体に、液体を冷やすと固体になます。
その他にも固体から気体、気体から固体へ直接変化するものもあります。

ここでは、このような物質の状態変化の特徴や要点を学習します。

 

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物質の状態変化

物質は「固体⇔液体⇔気体」のように、「加熱」や「冷却」といった「温度変化」によってその状態を変えます。

個体・液体・気体の状態にはどんなちがいがあるのか見ていきましょう。

固体とは、

一定の形と一定の体積をもつ状態。形も体積も変わらない。

 

液体とは、

一定の体積をもつ。形が自由に変わる状態。

気体とは、

一定の形や決まった体積をもたない状態。

 

次に図を見てみましょう。

 

状態変化

 

 

液化物質が気体または固体の状態から液状に変わること。
凝固液体・気体が固体になること。
気化液体が沸騰・蒸発して気体となること。
融解物質が熱を受けて液体になること。
昇華固体が、直接 気体になること。
気体が、直接 個体になること。

 

水の状態変化

水はとても身近な物質ですが、その状態は、水・氷・水蒸気の3通りあります。

水を冷凍庫に入れれば氷になり、氷を温めれば水になります。 また、水を沸騰させれば水蒸気になり、水蒸気が冷えると水に戻ります。

このように、温度によって状態を変化させています。

また、水以外の物質は固体より液体の方が体積が大きくなりますが、水だけは液体より固体のほうが体積が大きくなるなります。
アイストレーなどで水を凍らせると氷が盛り上がるのを見たことないでしょうか?

凍らせた水は、水と質量が同じですが体積が大きくなるため、水より氷のほうが密度が小さくなります。なので、氷は水に浮くということになります。

 

状態変化と体積・質量

温度の変化によって物質の状態が変わっても形が変わるだけで、質量(重さ)は、変化しません。

しかし、体積は変化します。

 

水を例にとって考えてみましょう。

重さ10グラムの水を鍋に入れて沸騰させたとします。 水は水蒸気になり、大きさを変えて広がっていくことがイメージできると思います。 この水蒸気を集めて冷やしてやると元の10グラムの水に戻ります。

広がっていくということは、体積が大きくなっているということです。 しかし、一定量の水なので重さは変わりません。

このように

状態変化によって、体積は、「変化する」

状態変化によって、質量(重さ)は、「変化しない」

ということがわかります。

 

状態変化では体積は変化するが、質量は変化しない。

 

融点と沸点

融点

加熱により固体がとけて液体に変化するときの温度のことをいいます。
(固体がとけるときの温度)
融点は物質の種類によって決まっています。

 

沸点

加熱により液体が沸騰して気体に変化するときの温度のことをいいます。
(液体が沸騰するときの温度)
沸点も物質の種類によって決まっています。

 

融点・沸点は状態変化するときの温度なので

冷やされて液体が固体になるときの温度=融点と同じ
冷やされて気体が液体になるときの温度=沸点と同じ

といえます。

 

物質の融点・沸点 一覧表

物質によって融点や沸点は決まっているので、融点・沸点を測定することで、その物質を特定する手ががりになります。

 

物質名融点 [℃]沸点 [℃]
15352750
10642807
ナフタレン81218
0100
エタノール-11578
窒素-210-196
酸素-218-183

 

以上、『物質の状態変化 – 要点まとめ』を紹介しました。

物質は『固体⇔液体⇔気体』のように、温度によってその状態を変えます。
※ 圧力によっても変わりますが、中学では『温度で変わる』と覚えておきましょう。

沸点と融点は「物質の状態が変化する温度」のことです。

沸点とは、「液体」が「気体」になるときの温度

融点とは、「固体」が「液体」になるときの温度

状態変化によって、体積は、「変化する」

状態変化によって、質量(重さ)は、「変化しない」

これらのことをしっかり覚えておきましょう。

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