固体
* 加熱: 固体を加熱すると、その粒子は運動エネルギー(運動のエネルギー)を獲得します。それらはより速く振動し、さらに離れます。これにより、固体が膨張します。加熱を続けると、固体は最終的に溶けて液体になります。
* 冷却: 固体を冷やすと、その粒子は運動エネルギーを失います。彼らはゆっくりと振動し、一緒に近づきます。これにより、ソリッドがボリュームで収縮します。あなたがそれを十分に冷やした場合、いくつかの固体は「ガラス」と呼ばれる状態(窓ガラスを考えてください)に移行できます。そこでは、粒子がよりランダムで液体のような方法で配置されますが、材料はまだ硬いです。
液体
* 加熱: 液体を加熱すると、粒子の運動エネルギーが増加し、より速く動き、さらに広げます。これにより、ボリュームが拡大します。液体を十分に加熱すると、沸騰してガスになります。
* 冷却: 液体を冷却すると、粒子の運動エネルギーが減少します。彼らはより遅く動き、近くで移動し、体積が収縮します。液体を十分に冷やすと、凍結して固体になります。
ガス
* 加熱: ガスを加熱すると、粒子の運動エネルギーが大幅に増加します。それらは非常に迅速に動き、互いに衝突し、容器の壁ははるかに頻繁に衝突します。これにより、ガスが大幅に拡大します。 ガスの温度を上げると、ボリュームが一定に保たれると、圧力が上がります。
* 冷却: ガスを冷却すると、粒子の運動エネルギーが減少します。それらはよりゆっくりと動き、衝突が少なくなります。これにより、ガスはボリュームで収縮します。ガスを十分に冷やすと、凝縮して液体になります。
覚えておくべきキーポイント:
* 物質状態: 固体には固定された形状と体積があります。液体には固定容積がありますが、容器の形をとっています。ガスには固定形状や体積がなく、膨張して容器を満たします。
* 温度と運動エネルギー: 温度は、物質内の粒子の平均運動エネルギーの尺度です。
* 熱膨張: ほとんどの物質は、加熱すると拡大し、冷却すると収縮します。
例:
* ソリッド: 加熱すると金属棒が膨張し、冷却すると収縮します。
* 液体: 加熱すると水はわずかに膨張します(4°Cに達してから収縮するまで)、冷却すると収縮します。
* ガス: 空気で満たされたバルーンは、加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。
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