3分でわかる状態の三態(固体・液体・気体)の違い!体積・質量は?登録者数95万人人気講師がわかりやすく解説
基本的に…
・液体から気体に状態変化すると、体積がふえる(密度が小さくなる)
・液体から固体に状態変化すると、体積がへる(密度が大きくなる)
なお、状態変化しても質量は変わらない、ということは忘れないようにしましょう。
水の状態変化は少し変?
実は、例外がみられるのは、水の状態変化などです。
液体から気体になると体積が増えるのは、水も他の物質と同じ。問題は、液体から固体になるときです。普通ならば体積がへるのですが、水は例外的に体積が増えます。
質量が同じまま体積が増えるので、密度は液体だった時よりも小さくなるのです。そのため、氷は水に浮くことができるんですね。
粒で状態変化を表すモデル
教科書には、液体や固体、気体の状態を粒の動きの違いで表したイラストがかかれることがあります。
このような場合、それぞれの”粒”が表しているのは、物質を構成している分子や原子です。分子や原子の動き(熱運動)の違いが状態の違い、温度の違いに関係してくる…という説明の絵になっています。
image by Study-Z編集部
粒のモデルで状態変化を表現するときには、それぞれの状態中にみられる粒の数は必ず同じになるように書かれています。
固体・液体・気体のどの状態であっても、含まれている粒の数が同じだから、質量が変わらないという説明がされるのです。これも、詳しくは高校の化学で学習するでしょう。
物質のとる”3つの状態”を忘れない!
温度によって、物質は「固体・液体・気体」のいずれかの状態をとります。酸素や二酸化炭素のように、常温で気体の物質もあれば、水のように液体のもの、金属や砂糖、塩のように固体のものなど、物質によって状態が違うのです。
水蒸気や氷は、温度を変えて状態が変わった水と同じ。決して「違う物質」ではない、ということを忘れないようにしましょう。