物理的な変化:
* 固体:
* 融解: ほとんどの固形物は加熱すると溶け、硬い状態から液体に移行します。これが発生する温度は、融点と呼ばれます。
* 昇華: 一部の固体は、液相を通過することなく、固体からガスに直接移行できます。これは昇華と呼ばれます。例には、ドライアイス(固体CO2)とヨウ素が含まれます。
* 拡張: ほとんどの固形物は、分子の動きが増加したために加熱すると拡大します。これが、道路に亀裂を防ぐための伸縮継手がある理由です。
* 液体:
* 沸騰: 液体は、沸点に加熱すると沸騰し、ガスに移行します。沸点は圧力に依存します。
* 蒸発: 液体は、表面からの分子の脱出により、沸点の下の温度で蒸発する可能性があります。これは、沸騰するよりも遅いプロセスです。
* 拡張: 液体も加熱すると膨張しますが、固体よりも少なくなります。
* ガス:
* 拡張: ガスは非常に圧縮可能であり、加熱すると大幅に拡大します。これが熱気球の背後にある原則です。
* 圧力上昇: 閉じた容器でガスを加熱すると、圧力が増加します。
化学変化:
* 分解: 一部の物質は、加熱するとより単純な化合物に分解します。たとえば、重曹(重炭酸ナトリウム)は、加熱すると炭酸ナトリウム、水、および二酸化炭素に分解します。
* 燃焼: これは、熱と光を生成する急速な反応です。それは、物質と酸素の反応を伴います。例には、木材や天然ガスの燃焼が含まれます。
* 酸化: これは、物質からの電子の損失を伴うより遅い反応です。熱によって加速することができます。たとえば、鉄の錆びは、高温で盛り上げる酸化の一種です。
* 化学反応: 多くの化学反応は、進行するために熱が必要です。これらの反応は、吸熱反応として知られています。
その他の考慮事項:
* 比熱容量: 物質の温度を1度上昇させるのに必要な熱量。異なる物質は、異なる比熱容量を持っています。水は比熱容量が高いため、温度を上げるには多くのエネルギーが必要です。
* 熱伝導率: 物質が熱を実行する能力。金属は優れた熱導体であり、木材のような材料は導体が不十分です。
* 位相の変化: 物質が相を変化させると(例えば、固体から液体へ)、熱エネルギーを吸収または放出します。このエネルギーは、融合の潜熱(融解)または気化(沸騰)と呼ばれます。
例:
* 氷の融解: 氷を暖めると、液体の水に溶けます。これは物理的な変化です。
* 木材の燃焼: 燃える木材は、燃焼を伴う化学的変化です。
* 加熱水: 水を加熱すると、膨張し、最終的に沸騰する可能性があります。これらは物理的な変化です。
* パンのベーキング: ベーキングパンには、熱によって引き起こされる化学反応が含まれます。生地はパンのパンに変わります。
化学、物理学、工学、調理など、多くの分野で異なる物質の反応が熱にどのように反応するかを理解することが重要です。