液体からガス(蒸発/沸騰):
* エネルギー吸収: この変換の鍵は、通常は熱の形でエネルギーを追加することです。このエネルギーにより、液体内の分子がより速く、より遠くに移動します。
* 分子間力を破る: 液体は分子間力(水素結合やファンデルワールスの力など)によって結合されます。エネルギーが追加されると、これらの力が弱まり、分子が液体の表面から逃げることができます。
* 間隔の増加: 気体状態では、分子は液体の中にあるよりもはるかに離れています。彼らはより多くの移動の自由を持ち、衝突する頻度は少なくなります。
ガスから液体(凝縮):
* エネルギー放出: これは蒸発/沸騰の逆です。 エネルギーは、通常は冷却によってガスから除去されます。 これにより、分子が遅くなります。
* 分子間力が定着します: 分子が遅くなると、それらの間の分子間力がより顕著になります。彼らはお互いを引き付け、一緒に凝集し始めます。
* 間隔の減少: 液体内の分子は、ガスに含まれていたよりも近くにあります。 彼らはまだ動いていますが、分子間の力によってより制約されています。
キーポイント:
* 相変化は物理的です: 物質自体は、これらの遷移中に化学的に変化しません。分子の配置とエネルギーの変化にすぎません。
* 温度が重要: これらの位相の変化が発生する温度は、物質に固有です。 たとえば、水は標準圧力で100°C(212°F)で沸騰します。
* 圧力の影響: 圧力はこれらの遷移にも影響します。一般に、より高い圧力により、液体が蒸発するのが難しくなり、ガスが凝縮しやすくなります。
例:
ストーブの上に水の鍋を想像してみてください。水が熱くなると、分子はエネルギーを獲得し、より速く動きます。一部の分子は表面から逃げ、蒸気を形成します。これは蒸発です。水を加熱し続けると、最終的に沸騰する温度に達し、急速に蒸気に変わります。これは沸騰しています。蒸気を冷やすと、分子は減速し、蒸気は液体の水に凝縮します。