状態変化

状態変化 物質は目に見えない小さな粒子でできていて、 状態変化すると粒子の並び方や運動の様子が変化する。 固体 は粒子が規則正しく並んでほとんど移動しない、加熱すると粒子の運動が激しくなって、やがて粒子どうしがふれあいながらも比較的自由に動くようになる。 この状態が 液体 である、このとき粒子どうしの間隔が広がるので体積は大きくなるが粒子の数は変わらないので質量は変わらない。

物質は目に見えない小さな粒子でできていて、 状態変化すると粒子の並び方や運動の様子が変化する。 固体 は粒子が規則正しく並んでほとんど移動しない、加熱すると粒子の運動が激しくなって、やがて粒子どうしがふれあいながらも比較的自由に動くようになる。 この状態が 液体 である、このとき粒子どうしの間隔が広がるので体積は大きくなるが粒子の数は変わらないので質量は変わらない。 さらに加熱すると粒子の運動が激しさを増し、粒子が自由に飛び回るようになる。この状態が 気体 である、やはり粒子の数は変わらないが、 粒子が飛び回り粒子どうしの間隔が非常に広くなるため体積が飛躍的に大きくなる。

水を水蒸気にすると体積が飛躍的に大きくなり、この性質は他の物質と同じである。 ところが、水以外の物質は固体より液体のほうが体積が大きくなるのに対して水だけは液体より固体のほうが体積が大きくなる(約1割)。 このため、水を凍らせると氷が盛り上がる。また、体積が大きく質量が同じため、水より氷のほうが密度が小さいので氷は水に浮く。

答表示 温度によって物質の状態が変わることを 状態変化 という。 固体を加熱すると 液 体になり、それをさらに加熱すると 気 体になる。 体積は 固 体より 液 体が大きく、さらに 気 体は体積が飛躍的に大きくなる。 状態変化では 体積 は変化するが、 質量 は変化しない。 物質は目に見えない小さな粒子でできていて、状態変化すると粒子の 並び方や運動の様子 が変化する。 固体は粒子が規則正しく並んでほとんど 移動 しない、 固体を加熱すると粒子の運動が激しくなって、やがて粒子どうしがふれあいながらも比較的自由に動くようになる。 この状態が液体である、このとき粒子どうしの 間隔 が広がるので体積は大きくなるが粒子の数は変わらないので質量は変わらない。 液体加熱すると粒子の運動が激しさを増し、粒子が 自由に飛び回る ようになる。この状態が気体である、やはり粒子の数は変わらないが、 粒子が飛び回り粒子どうしの間隔が非常に広くなるため体積が飛躍的に大きくなる。 水だけは 液 体より 固 体のほうが体積が大きくなる(約1割)。 水より氷のほうが 密度 が小さいので氷は水に浮く。

状態変化と温度

固体がとけて液体に変化するときの温度を 融点 という。 融点は物質の種類によって決まっている。 固体を加熱して液体に変化するときも、液体を冷やして固体に変化するときもおなじ融点である。 固体の純物質が液体に変化する間、加熱を続けても温度は一定である。

液体が沸騰して気体に変化するときの温度を 沸点 という。 沸点も物質の種類によって決まっている。 液体を加熱して気体に変化するときも、気体を冷やして液体に変化するときも同じ沸点である。 純物質が沸騰している間は加熱を続けても温度は一定である。

純粋な物質の沸点、融点は一定なので、 加熱した場合、図のようにグラフに水平の部分ができる。 沸点や融点は物質の種類によって決まった値で、物質の量には関係ない。 物質 融点(℃) 沸点(℃) 鉄 1536 2863 銅 1085 2571 塩化ナトリウム 801 1485 パルミチン酸 63 360 ナフタレン 81 218 メントール 43 217 水 0 100 エタノール -115 78 ブタン -138 -0.5 窒素 -210 -196 酸素 -218 -183

混合物の融点や沸点は純物質とちがって一定にはならない。 また、温度変化の仕方も混合する割合によって変わる。 例 水とエタノールの混合物を加熱した場合

【実験】エタノールと水の混合物の加熱 図のような装置で、水とエタノールの混合物を加熱する。 温度計の球部は枝の高さにして、蒸気(気体)の温度をはかる。 たまった液体にガラス管の先がつからないようにする。 ３本の試験管に出てきた液体を順に約2cm 3 ずつ集めて、加熱をやめる。 それぞれの試験管にたまった液体の性質を調べる。におい、火はつくか。

【結果】 1本目の試験管が最も強いエタノールのにおいがして、2本目もエタノールのにおいがしたが、3本目はあまりにおいがしなかった。 1本目にたまった液体は燃えたが、2本目、3本目の液体は燃えなかった。 1本目の試験管の液体が含まれるエタノールの割合がもっとも高く、次第に含まれるエタノールの割合が低くなる。

液体を加熱して沸騰させ出てきた液体を冷やして再び液体として集める方法を 蒸留 という。 蒸留を利用すると、物質の沸点のちがいから混合物を分離することができる 例・・・石油、アルコール

答表示 固体がとけて液体に変化するときの温度を 融点 という。 液体が沸騰して気体に変化するときの温度を 沸点 という。 融点や沸点は物質の 種類 によって決まっている。 固体の純物質が液体に変化する間や沸騰している間、加熱を続けても温度は 一定 である。 混合物の融点や沸点は純物質とちがって 一定 にはならない。 エタノールの沸点78℃くらいから沸騰が始まるが温度は 上昇 し続ける。 初めに出てくる気体は エタノールが多く水は少し で、後のほうで出てくる気体は エタノールが少なくなり水を多く 含む。 液体を加熱して沸騰させ出てきた液体を冷やして再び液体として集める方法を 蒸留 という。 蒸留を利用すると、物質の 沸点 のちがいから混合物を分離することができる

「状態変化」重要用語

液体 エタノール 気体 固体 混合物 酸素 純粋な物質 状態変化 蒸留 窒素 ドライアイス 物質 沸点 密度 融点

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