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液体と気体の間でおこる変化~蒸発(気化)と凝縮~
著作名: 藤山不二雄
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物質の三体

水を例に考えてみましょう。
水を凍らすと、「氷」に変化しますね。この氷の状態ことを「固体」と言います。また水を鍋で沸騰させると、「水蒸気」に変化しますね。この水蒸気の状態ことを「気体」と言います。そして「水」、この状態のことを「液体」と言います。

固体・液体・気体はそれぞれ、温度に左右されてその間をいききしています。固体の状態である「氷」を、真夏の暑いところに置いておいたら、どんどん溶けて液体である「水」に、そしてさらにほっておくと、蒸発して気体の状態である「水蒸気」になります。この逆もまたしかりですね。

今回は、液体と気体との間でおこっている変化、つまり水が蒸発して水蒸気になるとき、または水蒸気が冷えて水になるときにどんな変化が起こっていのかについて説明していきます。
と、その前に熱運動という言葉を説明しましょう。

熱運動

物質は、原子や分子、イオンなどの粒子からできています。そしてこれらの粒子は、止まることなく運動を繰り返しています。この粒子の運動のことを熱運動と呼ぶのですが、この熱運動は、温かいところに行けばいくほど動きが活発になります。
熱運動は、温かいところに行けばいくほど動きが活発

このことを覚えておいてください。

蒸発(気化)と凝縮

水が水蒸気になること、すなわち液体が気体に変化することを蒸発(または気化)と言い、一方で、水蒸気が冷えて水になること、つまり、気体が液体に変化することを凝縮と言います。

蒸発熱

液体の状態にある水では、ある程度の熱運動が起こっています。
栄養ドリンクやレッドブルを飲んでパワーアップするのと同じように、そこにさらにエネルギーを加える。そうすることで熱運動の動きはさらに活発化し、液体から気体へと変化をしていくわけですが、この加えたエネルギーのことを蒸発熱(気化熱)と言います。

凝縮熱

一方で、水蒸気が水になるとき、つまり気体が液体になるときにはこの逆の反応がおこります。ものすごい高速で動き回っていた粒子が、レッドブルが切れたのでもとの熱運動の状態に戻るのです。これが凝縮の始まりで、
「運動量が落ちた=エネルギーが切れた」と考えます。運動量を落とすためには、温度を下げるしかありません。
この切れたエネルギーのことを凝縮熱と呼びます。

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