相変化 または相転移 物質の固体、液体、気体、および場合によってはプラズマ状態の間の変化です。物質の状態は、粒子の組織とそのエネルギーが異なります。相変化を引き起こす主な要因は、温度と圧力の変化です。液相と気相の間の沸点などの相転移では、物質の 2 つの状態は同じ自由エネルギーを持ち、同じように存在する可能性があります。
これは、固体、液体、気体、およびプラズマの間の主な相変化のリストです。固体、液体、気体の間には 6 つの相変化があり、プラズマを含めると 8 つの相変化があります。凝縮物質物理学または冶金学を探求する場合、追加の相変化があります。
相変化のリスト
これが物質の相変化のリストです。
<オール>物質状態の相変化
相変化を学習するもう 1 つの方法は、それらを物質の開始状態と関連付けることです。
- 堅実 :固体は溶けて液体になるか、昇華して気体になります。
- 液体 :液体は凍って固体になるか、気化して気体になります。
- ガス :気体は、固体への堆積、液体への凝縮、またはプラズマへの電離が可能です。
- プラズマ :プラズマは脱イオンまたは再結合してガスを形成します。プラズマは気体に似ていますが、粒子がさらに離れており、イオン化されていることを除けば、覚えておいてください。
相変化の例
- 溶ける :固い氷が溶けて液体の水になります。
- 凍結中 :水を凍らせると、液体から固体の氷に変わります。
- 蒸発 :気化の一例は、消毒用アルコールが皮膚から空気中に蒸発することです。
- 結露 :結露の良い例は、空気中の水蒸気による結露です。
- デポジション :霧氷は、晴れた寒い天候のときに水蒸気が氷として堆積する灰白色の霜です。もう 1 つの例は、ガラスに銀の蒸気を蒸着して銀の鏡を形成することです。
- 昇華 ：ドライアイスは昇華して固体の二酸化炭素から直接二酸化炭素ガスに変化します。もう 1 つの例は、寒くて風の強い冬の日に氷から直接水蒸気に移行することです。
- イオン化 :プラズマボールのおもちゃをオンにすると、内部の希ガスが電荷によってイオン化され、プラズマになります。オーロラはイオン化のもう 1 つの例です。
- 脱イオン化または組換え :雷はプラズマの例です。落雷の後、窒素イオンは最終的に互いに近づき、電荷を失い、N2 になります。 ガス。
相変化が起こる理由
ほとんどの相変化は、システムのエネルギーの変化によって発生します。温度が上昇すると、原子や分子の運動エネルギーが増加し、結合が壊れて離れやすくなります。同様に、温度を下げると粒子の速度が低下し、固い構造を獲得しやすくなります。圧力を上げるとパーティクルは互いに押し付けられ、圧力を下げると粒子は互いに離れます。状態図を使用して、特定の温度と圧力の組み合わせで物質が固体、液体、または気体になるかどうかを予測できます。物質がプラズマになるにはイオン化する必要があります。したがって、温度を上げてイオンを形成することはできますが、圧力を下げても、真空まで行っても自動的にプラズマになるわけではありません。
参考文献
- ブランデル、スティーブン J.;キャサリン・M・ブランデル（2008）。 熱物理学の概念 .オックスフォード大学出版局。 ISBN 978-0-19-856770-7.
- IUPAC (1997)。 「相転移」。 化学用語集 （第2版）（「ゴールドブック」）。 ISBN 0-9678550-9-8。 doi:10.1351/goldbook
- イェーガー、グレッグ (1998 年 5 月 1 日)。 「相転移のエーレンフェスト分類：導入と進化」。 Exact Sciences の歴史のアーカイブ . 53 (1):51–81. doi:10.1007/s004070050021
