エネルギーの保存法則
これらの変更を導く基本原則は、エネルギーの保存の法則です 。 この法律は、エネルギーを作成または破壊することはできず、ある形式から別の形式にのみ変換されると述べています。
物理的な変化
* 定義: 物理的な変化は、物質の形や外観を変化させますが、その化学組成を変化させません。
* エネルギーの変化: 物理的な変化では、エネルギーは通常、分子間結合の破損または形成に関与します。これにより、次のようになります。
* 熱吸収: 融解、気化、昇華。
* 放出された熱: 凍結、凝縮、堆積。
* 有意な熱変化はありません: 平衡状態に近い物質状態の変化(0°Cで氷を溶かすなど)。
* キーポイント: 物理的な変化の前後のエネルギーの総量は一定のままです。 エネルギーは移動され、作成または破壊されません。
例:
* 溶融氷: 氷は周囲から熱を吸収して液体の水に溶けます。総エネルギーは同じままです。
* 沸騰したお湯: 給水は周囲から熱を吸収して蒸気を蒸気にします。 総エネルギーは同じままです。
化学変化
* 定義: 化学変化には、異なる化学組成の新しい物質の形成が含まれます。
* エネルギーの変化: 化学変化には、化学結合の破壊と形成が含まれます。 これにより、次のようになります。
* 発熱反応: エネルギーは周囲(熱、光)に放出されます。
* 吸熱反応: エネルギーは周囲から吸収されます。
* キーポイント: 化学反応の前後のエネルギーの総量は一定のままです。 ただし、エネルギーの *フォーム *は大幅に変化する可能性があります。
例:
* 木材の燃焼: 木材は酸素と反応し、熱と光(発熱)を放出します。総エネルギーは同じままですが、一部は熱と光に変換されます。
* 光合成: 植物は日光エネルギーを使用して、二酸化炭素と水をグルコースと酸素(吸熱)に変換します。総エネルギーは同じままですが、一部はグルコースの化学エネルギーとして保存されます。
要約
物理的変化と化学的変化の両方でエネルギーの総量は一定のままですが、エネルギーの分布または変換の方法は劇的に異なる場合があります。物理的な変化には、主に物質の状態の変化が含まれますが、化学変化には異なる化学組成の新しい物質の形成が含まれます。