理科

★固体 液体 気体★状態変化で体積、密度はどのように変わる??

ゆい
ゆい

固体、液体、気体…

それぞれの体積と密度ってどーゆーこと!?

よく分かんないですっ!

かず先生
かず先生

りょーかい!

それでは、状態変化について学習していこう!

今回の記事では、中学理科で学習する物質の状態変化についてやっていこう。

固体、液体、気体

それぞれの変化において体積、密度はどのように変化していくのでしょうか。

物質の状態【固体、液体、気体】

物質には大きく分けて3つの状態があります。

それが固体、液体、気体の状態です。

物質は、目には見えないような小さな小さな粒を持っています。

その粒がガシッと固まってほとんど動かないような状態を固体

ちょっと緩んで、隙間ができているような状態を液体

粒が激しく動き回っている状態を気体

と言うんですね。

 

ゆい
ゆい

へぇー!!

粒の存在なんて考えたことなかったなぁ…

 

物質の状態まとめ

固体…粒が規則的に並び、ガシッと固まっているような状態

液体…隙間ができ、粒がある程度自由に動けるような状態

気体…粒が自由に動き回っているような状態

物質の状態変化

固体、液体、気体のそれぞれは温度によって状態を変化させていきます。

熱を加えると、固体⇒液体⇒気体 へと状態を変化させます。

冷却すると、気体⇒液体⇒固体 へと状態を変化させます。

 

これは氷(固体)、水(液体)、水蒸気(気体)を想像してみると分かりやすいですね。

熱を加えると、氷は解けて水になります。

更に熱を加え続けると、水は蒸発して水蒸気になってしまいます。

 

ちなみに!

固体が溶けて、液体に変わるときの温度を融点(ゆうてん)

液体が蒸発して、気体に変わるときの温度を沸点(ふってん)というよ。

これはテスト頻出ワードなので覚えておこう。

かず先生
かず先生

水の融点は0℃、水の沸点は100℃だね。

ゆい
ゆい

あ、たしかに!

水って0℃で凍るし、100℃になったら沸騰するもんね!

 

状態変化まとめ

物質を加熱すると

固体 ⇒ 液体 ⇒ 気体 へと状態変化する

 

冷却すると

気体 ⇒ 液体 ⇒ 固体 へと状態変化する

 

固体 ⇔ 液体 と変化するときの温度を融点

液体 ⇒ 気体 と変化するときの温度を沸点

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状態変化によって体積、質量、密度はどう変わる?

それでは、物質は状態を変化させることによって体積、質量、密度はどのように変わっていくのでしょうか。

まずは体積を考えてみましょう。

体積とは、簡単にいうと物質の大きさのことです。

この図からも分かるように、固体<液体<気体の順に大きくなっていることが分かりますね。

 

次に質量です。

質量は、簡単に言うと粒の量だと思っておけば良いです。

粒の量は、状態を変化させても変わることはありません。

かず先生
かず先生

状態によって粒の動き方は変わるけど、粒の数が増えたり減ったりすることはないよ!

というわけでして、状態変化によって質量は変わることはありません。

 

 

最後に、密度を考えます。

密度とは簡単に言うと、どれくらい密着しているか、ぎゅうぎゅう詰めになっているか。を表したものです。

これも図を見れば明らかですね。

固体が一番密着していて、密度が高いです。

次に液体。

そして、一番隙間があってスカスカな状態の気体は密度は小さくなります。

密度は状態変化によって、固体>液体>気体 というように変化していきます。

 

体積、質量、密度の変化まとめ

【注意‼】水の場合は例外

ゆい
ゆい

なるほど、なるほど~

だいたい分かってきたかな♪

かず先生
かず先生

んー

ちょっとやっかいなことに…

例外があるんだよね

それが一番身近な存在である水です!

 

上の章で述べたように、普通であれば物質は、固体⇒液体⇒気体と変化するにつれて体積が大きくなっていきます。

しかし!

水の場合は例外でして

氷(固体)⇒水(液体)に変化すると体積が小さくなってしまうのです。

ゆい
ゆい

ま、マジで!?

これは実際に冷蔵庫などで実験してみるとわかりやすいでしょう。

コップに水を張って、冷蔵庫で凍らせると上の絵のようにボコッと膨らんだ状態の氷ができるはずです。

これは水は液体よりも固体の方が体積が大きくなることを表しています。

 

ゆい
ゆい

言われてみれば、そんな気もするわ…

かず先生
かず先生

なので、水の場合には例外として

固体⇒液体 で体積が小さくなる!ということを覚えておいてね。

 

水の場合の体積、質量、密度まとめ

~水の場合~

固体、液体、気体の状態変化【まとめ】

ゆい
ゆい

OK、OK♪

状態変化の体積や密度について理解したよ!

かず先生
かず先生

それは良かった!

状態変化においての体積や密度がどのようになるか。

これはテストでも問われやすい部分だからしっかりと覚えておこうね!

 

体積は大きさ、質量は粒の量、密度は密着度!

このことを頭に入れておけば、固体、液体、気体の状態をイメージできれば理解できるはずだよ(^^)

それと、水は例外!

これはすっごく大事です。

理科では、どの単元においても例外というのが問われやすいんですね。

だから、水についての変化も絶対に覚えておこう。

~水の場合~

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ゆい
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