[危険物取扱者・乙4]物質の状態変化とは

物質の三態（重要度☆☆☆）

物質には、固体・液体・気体の３つの状態があり、これを物質の三態といいます。

そして、固体・液体・気体の三態の間で変化することを状態変化と呼びます。

物質を加熱したり冷却したりすることで状態変化は起こります。

状態変化の種類は下記の通りです。

・融解（加熱）

氷を加熱して溶けて水に変わるような、固体が液体になること。

融解するときの温度を融点、または融解点といいます。

・蒸発（気化）（加熱）

水を加熱すると水蒸気に変わるように、液体が気体になること。

・凝固（冷却）

水を冷却すると固まって氷に変わるような、液体が固体になること。

凝固するときの温度を凝固点といいます。

・凝縮（液化）（冷却）

冷たい水が入ったコップに水滴がつくように、気体が液体に変わること。

・昇華

ドライアイスやナフタリンのように固体が気体に変わったり、ダイヤモンドダスト（冬に木の枝についている氷の結晶）のように気体が固体に変わること。

物質を構成している分子は、分子間力という力で互いに引き合っており、物質を加熱することでエネルギーが生まれ運動しようとします。

状態変化は、この運動によって行われます。

蒸発熱（気化熱）（重要度☆☆）

汗をかいた後、乾く段階で肌寒く感じますよね。いわゆる汗冷えです。

液体が蒸発するときは、周囲の熱を吸収します。液体１gが蒸発するときに吸収する熱量を蒸発熱、または気化熱といいます。

汗冷えはこの蒸発熱（気化熱）が原因で起こっています。

水の蒸発熱（気化熱）は他の液体の蒸発熱より大きいので冷たくなりやすく、消火活動によく使われます。

その他にも、固体を加熱して液体に変わるとき（融解）の熱を融解熱。

気体を冷却して液体に変わるとき（凝縮）の熱を凝縮熱。

液体を冷却して固体に変わるとき（凝固）の熱を凝固熱と言います。

物理変化（重要度☆☆☆）

温度や圧力が変わることで、氷が水になったり、水が水蒸気になりますが、状態が変わるだけで、違う物質に生まれ変わるわけではありません。

このように、状態や形だけが変わることを物理変化といいます。

たとえば、水の化学式はH₂Oですが、水が凝固して氷になっても、蒸発して水蒸気になっても、化学式はH₂Oのままです。

そのため、融解、凝固、蒸発、凝縮、沸騰などの三態の状態変化はすべて物理変化です。

三態の状態変化以外にも、物理変化には以下の例があります。

・溶解

水に食塩を溶かすと食塩水になるように、液体に他の物質が溶けて均一な液体になること。

・潮解

個体が空気中の水分を吸収して、湿ることで溶解すること。

・風解

結晶水を含む物質が、空気中で自然に結晶水の一部、または全部を失って粉のようになること。

本試験で狙われるポイント

練習問題

問題　物質の状態変化について、誤っているものはどれか。

（１）鉄を加熱して溶かして液体状にすることを溶解という。

（２）水の入ったコップに氷を入れておいたら、コップに水滴がついた。この現象を凝縮という。

（３）水の蒸発熱は他の物質の蒸発熱より大きいので、消火活動に使われる。

（４）ドライアイスが二酸化炭素に変化することは物理変化であり、昇華という。

（５）物質が状態変化するときには、熱エネルギーが出入りしている。

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