相変化中に起こること:
* エネルギー伝達: 位相の変化には、常にエネルギーの吸収または放出が含まれます。
* 吸収: 物質がエネルギーを吸収すると(熱など)、その分子はより速く移動し、結合から自由になり、より密度の低い状態(固体から液体、液体からガス)に相変化します。
* リリース: 物質がエネルギーを放出すると、その分子は遅くなり、より強く結合し、より密度の高い状態(ガスから液体、液体から固体)への相変化につながります。
* 物理的特性の変化:
* 密度: 固体は液体よりも密度が高く、液体はガスよりも密度が高い。
* 形状: 固体の形状は固定されており、液体は容器の形を取り、ガスが容器を完全に満たします。
* ボリューム: 物質の体積は、相変化中に変化する可能性があります。たとえば、水が凍結すると水が膨張します。
相変化の種類:
* 融解: 固体から液体(エネルギーの吸収)
* 凍結: 液体から固体(エネルギーの放出)
* 蒸発: 液体からガス(エネルギーの吸収)
* 凝縮: ガスから液体(エネルギーの放出)
* 昇華: 固体からガス(エネルギーの吸収)
* 堆積: ガスから固体(エネルギーの放出)
例:
0°Cの氷のブロック(固体水)を想像してください。熱を加えると、氷は溶けて液体の水になります。これは、熱エネルギーが水分子をより速く動かし、剛性構造から自由になるためです。熱を追加し続けると、液体の水が最終的に沸騰し、水蒸気(ガス)になります。
キーポイント:
*位相の変化は物理的な変化です 、化学変化ではありません。物質の化学組成は同じままです。
*位相の変化は可逆的です 。エネルギーを追加または削除することにより、物質を元の状態に戻すことができます。
*フェーズの変化は、水循環や気象パターンなど、多くの自然なプロセスで重要です。