化学物質の状態・構成・変化理科

凝固熱とは?固体から液体へ変化する凝固を過冷却や凝固点降下と合わせて理系ライターがわかりやすく解説!

よぉ、桜木建二だ。

今回のテーマは凝固熱だ!物質は加熱と冷却を繰り返すと、温度に応じて気体と液体と固体の状態変化を繰り返す。凝固熱は、液体から固体へ凝固するときに発生する熱だ。液体から固体へ変化する現象はとても難しく、「過冷却現象」や「凝固点降下」といった複雑な現象が起きるぞ。

そして、「過冷却現象」や「凝固点降下」は大学受験でも出題されるポイントだぞ。

今回は物質の三態のおさらいと液体から固体へ状態変化するときに発生する凝固について、化学に詳しいライターリックと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/リック

高校生で化学にハマり、大学院までずっと化学を勉強してきた化学オタク。今は化学メーカーで働きながら化学の楽しさを発信する。

まずは物質の三態をおさらい

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まずは、物質の三態をおさらいしていきましょう。物質はそれぞれの温度で、固体・液体・気体の状態をとります。例えば固体を加熱すれば液体になり、さらに加熱すれば気体になりますよね。反対に、気体を冷却していくと液体になり、さらに冷却していくと固体になります。

物質がどの温度で、どの状態をとるのか示した図が「物質の状態図」です。状態図は、別の記事で紹介していますので、ぜひチェックしてみてください。状態図はテストでも頻出で、複雑な分野なので要チェックです。

それぞれの状態から別の状態へ変化する現象には、対応した名前がついています。固体から液体になる現象は「融解」、液体から気体になる現象は「気化」、液体から固体になる現象は「凝固」です。そして、状態変化が起きる時は必ず熱の出入りがあり、状態変化に伴って移動する熱を「○○熱」といいます。

たとえば、融解の時に発生する熱を「融解熱」、気化の時に発生する熱を「気化熱」というんです。今回のテーマ「凝固熱」は、凝固の時発生する熱のことをいいます。

物質を冷やすと、どうなる?

image by iStockphoto

ここからは、物質を冷やすことに着目してみましょう。液体を冷却していくと、ある温度で固体へ変化します。液体の水を冷やしていくと固体の氷に変化するので、イメージしやすいですよね。

\次のページで「融点と凝固点は同じ?」を解説!/

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