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状態タイプの変更とその特性（例を含む）
の 状態の変化 それらは物質が可逆的な物理的変化を受ける熱力学的現象です。熱伝達は物質と周囲との間で起こるので熱力学的であると言われています。あるいは同じこと、粒子と粒子の再配列を引き起こす物質とエネルギーの間の相互作用がある.
状態の変化を経験する粒子はそれの前後で同じままです。圧力と温度は、それらがあるフェーズまたは別のフェーズにどのように対応しているかという点で重要な変数です。状態変化が起こると、2つの異なる物理的状態の同じ材料からなる2相系が形成されます。.
上の画像は、通常の条件下で材料が経験する主な状態変化を示しています.
青みがかった物質の固体立方体は、周囲の温度と圧力に応じて液体または気体になることがあります。それ自体は1つのフェーズ、つまり堅実なフェーズのみを表します。しかし、融解の瞬間、すなわち融解時には、融着と呼ばれる固液平衡が確立されます（立方体と青みがかった液滴の間の赤い矢印）.
融着が起こるためには、立方体は周囲の熱を吸収して温度を上げる必要があります。したがって、それは吸熱プロセスです。立方体が完全に溶けると、もう1つの段階しかありません。それは液体の状態です。.
この青みがかった液滴は、熱を吸収し続ける可能性があります。これにより、温度が上昇し、気泡が発生します。繰り返しになりますが、2つのフェーズがあります。1つは液体、もう1つは気体です。すべての液体が沸点まで蒸発すると、沸騰または蒸発したと言われます。.
さて、青みがかった水滴は雲に変わりました。これまでのところ、すべてのプロセスは吸熱性です。青みがかったガスは加熱されるまで熱を吸収し続けることができます。しかし、地上の状況を考えると、これは逆に液体中で冷やされて再び凝縮する傾向があります（凝縮）。.
一方、雲は固相上に直接堆積させることもでき、これもまた固体立方体を形成する（堆積）。これらの最後の2つのプロセスは発熱性です（青い矢印）。つまり、それらは環境や周囲に熱を放出します.
凝縮と堆積に加えて、青みがかった液滴が低温で凍結すると（固化）状態変化が起こります。.
索引
- 1状態変化の種類とその特徴
- 1.1フュージョン
- 1.2気化
- 1.3結露
- 1.4凝固
- 1.5昇華
- 1.6沈着
- 2その他の状況変化
- 3参考文献
ステータス変更の種類とその特性
この画像は、3つの（最も一般的な）物質の状態（固体、液体、気体）の典型的な変化を示しています。赤い矢印が付いている変化は吸熱性です、それらは熱の吸収を含みます。青い矢印が付いているものは発熱性ですが、それらは熱を放出します.
以下は、分子的および熱力学的推論からその特徴のいくつかを強調して、これらの変化のそれぞれの簡単な説明です。.
フュージョン
固体状態では、粒子（イオン、分子、クラスターなど）は自由に動くことができずに空間の固定位置に配置された「捕虜」です。しかしながら、それらは異なる周波数で振動することが可能であり、そしてそれらが非常に強い場合、分子間力によって課される厳密な秩序は「崩れ始める」であろう。.
その結果、2つの相が得られます。1つは粒子が閉じ込められた状態（固体）、もう1つは粒子がより自由（液体）な状態で、それらを互いに分離する距離が長くなります。これを達成するために、固体は熱を吸収しなければならず、したがってその粒子はより大きな力で振動します.
このため、融解は吸熱性であり、開始すると固液相間の平衡が生じると言われています.
この変化を生じさせるのに必要な熱は、熱または溶融融解エンタルピー（ΔＨ）と呼ばれる。Fus）これは、溶融するために固体状態の物質1モルを吸収しなければならない熱量（主にkJの単位でのエネルギー）を表します。.
スノーボール
これを念頭に置いて、あなたはなぜ雪玉があなたの手の中で溶けるのかを理解しています（上の画像）。これは体温を吸収し、それは雪の温度を0℃以上に上昇させるのに十分です。.
雪の中に存在する氷の結晶は熱を吸収してそれらの水分子をより無秩序な構造にします。雪が溶ける間、形成された水はその温度を上昇させないでしょう、なぜなら手の熱はすべてその融解を完了するために雪によって使用されるからです。.
気化
水の例を続けて、今度は一握りの雪を鍋に入れて火をつけると、雪がすぐに溶けるのが観察されます。水が加熱されると、二酸化炭素と他の可能性のある気体不純物の小さな泡が内部に形成され始めます。.
熱は水の無秩序配置を分子的に拡張し、その体積を拡大し、そしてその蒸気圧を増加させる。したがって、蒸発の増加の表面積から逃げるいくつかの分子があります。.
液体の水は比熱が高いため、温度がゆっくり上昇します（4.184J /°C・g）。吸収された熱がもはやそれを使って温度を上げるのではなく、液 - 気平衡を開始するようになるところがあります。すなわち、それは沸騰し始め、熱を吸収し、温度を一定に保ちながら、すべての液体が気体状態になります。.
これは、お湯の表面に激しい泡立ちが観察される場所です（上の画像）。その初期気泡の蒸気圧が外圧と等しくなるように液体の水によって吸収される熱は、蒸発エンタルピー（ΔＨ）と呼ばれる。バップ）.
圧力の役割
圧力もまた状態変化の決定要因です。気化への影響は？より高い圧力では、水が沸騰するために吸収しなければならないより大きな熱、そしてそれ故に、それは100℃以上で気化します.
これは、圧力の上昇が液体から気相への水分子の逃散を妨げるからである。.
圧力鍋は沸騰点より上の温度に水の食糧を熱するために彼らの有利にこの事実を使用.
他方、真空または圧力の低下があるので、液体の水は沸騰して気相に移動するのにより低い温度を必要とする。多少の圧力で、沸騰時に水はその状態変化を完了するためにそれぞれの気化熱を吸収する必要がある。.
結露
水が蒸発した。次は何ですか？水蒸気は依然として温度を上昇させ、重度の火傷を引き起こす可能性がある危険な流れになります。.
しかし、代わりにそれが冷えると仮定しよう。どうですか？熱を環境に放出し、熱を放出することは、発熱過程が起こっていると言われています.
熱を放出すると、非常に高エネルギーのガス状の水分子が減速し始めます。また、蒸気の温度が下がるにつれて、それらの相互作用がより効果的になり始めます。最初の水滴が形成され、蒸気から凝縮され、続いてより大きな液滴が重力によって引き寄せられることになります.
ある量の蒸気を完全に凝縮させるには、同じエネルギーを反対の符号で放出してΔHにする必要があります。バップ;すなわち、その凝縮エンタルピーΔHCond. したがって、逆平衡の気液は安定です。.
ぬれた窓
結露は家の窓で見ることができます。寒い気候では、家の中の水蒸気が窓に衝突します。窓の材質により、他の表面よりも温度が低くなります。.
そこでは、蒸気分子が一緒にまとまりやすく、手で簡単に除去できる薄い白っぽい層を作り出します。これらの分子は熱を放出するので（ガラスと空気を加熱する）、それらが最初の液滴を凝縮することができるまで、より多くのクラスターを形成し始めます（上の画像）.
滴がそれらのサイズを非常に大きくするとき、彼らは窓を通って滑り、水の後流を残す.
固化
液体の水から、他にどんな身体的変化を被ることができますか？冷却による固化。言い換えれば、それはフリーズします。凍るためには、水は氷が吸収するのと同じ量の熱を放出しなければなりません。やはり、この熱は凝固エンタルピーまたは凝固エンタルピーと呼ばれる、ΔＨコング （-ΔHFus）.
冷却すると、水分子はエネルギーを失い、それらの分子間相互作用はより強く方向性を帯びます。その結果、それらはそれらの水素結合によって秩序化され、そしていわゆる氷晶を形成する。氷の結晶が成長するメカニズムは、外観に影響を与えます。透明または白色.
氷の結晶が非常にゆっくり成長する場合、それらは低温で水に可溶化するガスのような不純物を吸蔵しません。したがって、気泡は逃げて光と相互作用することはできません。その結果、並外れた氷像と同じくらい透明な氷がある（トップ画像）.
氷でも同じことが起こりますが、冷却によって固化する他の物質でも起こり得ます。いくつかの多形体が得られることがあるので、おそらくこれは地球条件の中で最も複雑な物理的変化です。.
昇華
水は昇華することができますか？いいえ、少なくとも通常の条件下ではそうではありません（T = 25°C、P = 1気圧）。昇華、すなわち固体から気体への状態変化が起こるためには、固体の蒸気圧が高くなければならない。.
それらの分子間力がそれほど強くないこと、好ましくはそれらが分散力のみからなる場合もまた不可欠である。
最も象徴的な例は固体ヨウ素です。それは灰色がかった紫色の色調の結晶性固体であり、それは高い蒸気圧を有する。これは、その作用で紫色の蒸気が放出され、加熱を受けたときにその体積と膨張が顕著になることです。.
上の画像は、ガラス容器内で固体のヨウ素を蒸発させる典型的な実験を示しています。紫色の蒸気がどのように拡散しているかを観察するのは興味深くそして驚くべきことです、そして始められた学生は液体ヨウ素の不在を確かめることができます.
これが昇華の主な特徴であり、液相が存在しないことです。それは吸熱性でもあります、なぜなら固体は熱を吸収してその蒸気圧を高めて外圧と一致させるからです.
沈着
ヨウ素の昇華の実験と並行して、我々はその堆積を持っています。沈着は逆の変化または遷移であり、物質は液相を形成せずに気体状態から固体状態へ移行する.
紫色のヨウ素蒸気が冷たい表面と接触すると、熱を放出して表面を加熱し、エネルギーを失い、分子をグレイパープルの固体に戻します（上の画像）。それは発熱プロセスです.
堆積は、洗練された技術によって金属原子がドープされている材料の合成に広く使用されています。表面が非常に冷たい場合、表面と蒸気粒子との間の熱交換は急激になり、それぞれの液相を通過することができなくなる。.
堆積の熱またはエンタルピー 寄託する）は昇華の逆数（ΔＨ）である。潜水艦= - ΔH学部）理論的には、数多くの物質を昇華させることができますが、これを達成するには、PとTの関係式を手元に持っている必要があることに加えて、圧力と温度を操作する必要があります。その遠い可能な段階を視覚化できる.
その他の状況変更
それらについての言及はありませんが、他の問題の状態があります。時にはそれらは「それぞれが少し」あること、そしてそれゆえそれらの組み合わせであることを特徴としています。それらを生成するために、圧力と温度は非常に正（大）または負（小）の大きさで操作されなければなりません。.
従って、例えば、ガスが過度に加熱されると、それらの負の潮汐においてそれらはそれらの電子およびそれらの正に帯電した核を失い、プラズマとして知られるものを構成するであろう。電気伝導度が高いので、「電気ガス」と同義です。.
一方、温度を下げすぎると、物質が予想外に振る舞う可能性があります。つまり、それらは絶対零度（0 K）を中心に固有の性質を示します。.
これらの特性の一つは超流動性と超伝導性です。ボーズアインシュタイン凝縮体の形成と同様に、すべての原子が1つのように振舞う.
いくつかの研究でさえフォトニック物質を指摘している。それらの中で、電磁放射の粒子、光子は、フォトニック分子を形成するためにグループ化されます。つまり、それは理論的には、光の塊に質量を与えることになるでしょう。.
参考文献
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