分子レベルで起こることの内訳は次のとおりです。
エネルギーと位相の変化:
* エネルギーが吸収されます: 融解、沸騰、昇華などの相変化中、物質はエネルギーを吸収します。このエネルギーは、前の段階で分子を一緒に保持する分子間力を克服するために使用されます。
* エネルギーが放出されます: 凍結、凝縮、または堆積などの相変化中、物質はエネルギーを放出します。このエネルギーは、分子がエネルギーを失い、より強力な結合を形成し、より秩序ある状態に移行すると放出されます。
重要な特性:
* 温度は一定のままです: 相変化中、熱の添加または除去にもかかわらず、物質の温度は一定のままです。これは、エネルギーが分子の運動エネルギーを上げるのではなく、結合を破壊または形成するために使用されているためです。
* 分子配置の変化: 物質内の分子は、その位相に応じて異なる配置を持っています。たとえば、固体では、分子は密接に詰め込まれており、固定配置があります。液体では、分子はよりゆるく詰め込まれ、動き回ることができます。ガスでは、分子は遠く離れており、自由に動きます。
相変化の例:
* 融解: 氷(固体)から水(液体)
* 凍結: 水(液体)から氷(固体)
* 沸騰: 水(液体)から蒸気(ガス)
* 凝縮: 蒸気(ガス)から水(液体)
* 昇華: 二酸化炭素(ガス)からドライアイス(固体)
* 堆積: 二酸化炭素(ガス)からドライアイス(固体)
相変化のアプリケーション:
多くの自然なプロセスや産業用途では、位相の変化が重要です。
* 天気: 凝縮は雲を形成し、蒸発は水循環を促進します。
* 冷蔵: 冷蔵庫に含まれる冷媒の蒸発は熱を吸収し、内側を冷却します。
* 産業プロセス: 位相の変化は、蒸留、結晶化、およびその他の分離プロセスに使用されます。
要約すると、位相の変化には、物質の分子配置とエネルギー状態の変化が含まれ、物質の異なる状態間の遷移が生じます。