中学校では、「沸点」や「融点」について学習しますが、その違いを説明することはできますか?
この記事では、「沸点・融点の違い」「物質の状態変化」「沸点・融点の一覧」「沸点・融点と気圧の関係」などについて解説しています。
それでは早速、「沸点・融点の違い」について一緒に学習していきましょう!
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0. 「状態変化」の記事 一覧
「状態変化」の単元に関係する記事の一覧です!
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう!
1. 【復習】物質の状態変化
「沸点」や「融点」を理解するうえで、「物質の状態変化」の理解はとても大切です。
物質は、温度によって「固体」⇆「液体」⇆「気体」と状態を変化させます。
これを「物質の状態変化」といいます。
上の図のように、状態変化では、どの状態からなんの状態に変化するかで呼び方が変わります。
例えば、液体→気体の変化を「蒸発」、液体→固体の変化を「凝固」といいます。
より詳しく「状態変化」について学習したい方は、下の解説を参考にしてください。
2. 沸点・融点の違いは?
① 沸点とは
「沸点(ふってん)」とは、「物質が液体から気体になるときの温度」のことです。
沸点は、物質によって決まっており、同じ圧力の時であれば、必ず同じ値になります。
例えば、「水」は「100℃」で液体から気体に状態変化します。
したがって、「水の沸点は100℃である」ということができます。
② 融点とは
「融点(ゆうてん)」とは、「物質が固体から液体になるときの温度」のことです。
融点も沸点と同じように、物質によって値が決まっています。
例えば、水は「0℃」で固体から液体に状態変化します。
したがって、「水の融点は0℃である」ということができます。
③ 水の沸点・融点のまとめ
沸点と融点の違いは分かりましたでしょうか。
水の沸点・融点を1つの図にまとめると次のようになります。
④ 沸点・融点の一覧
主な物質の「沸点」「融点」は、次の通りです(気圧が1気圧の時)。
物質名 | 沸点 [℃] | 融点 [℃] |
水 | 100 | 0 |
エタノール | 78 | -115 |
鉄 | 2750 | 1535 |
金 | 2807 | 1064 |
塩化ナトリウム(食塩) | 1413 | 800 |
窒素 | -196 | -210 |
酸素 | -183 | -218 |
上の表の沸点や融点は、覚える必要は全くありません!
しかし、物質によって沸点・融点が様々であることは覚えておきましょう!
色々な物質の沸点・融点についてより詳しく知りたい方は下の記事も参考にしてください!
3. 【コラム】山の上では熱々のカップ麺は食べられない⁉
① 水の沸点・融点と気圧
「沸点」や「融点」は、気圧によって変化するという特徴があります。
水の場合、気圧と沸点・融点の関係は次のようになります。
沸点 | 融点 | |
気圧が高い | 高くなる | 低くなる |
気圧が低い | 低くなる | 高くなる |
② 富士山の頂上でお湯を沸かすと?
それでは、本題に入りましょう。
今回は分かりやすいように、富士山の頂上でお湯を沸かす場合について考えてみます。
富士山の標高は「3,776m」、気温は「5℃」であったとします。
このとき、地上(標高0m)での気圧を「1気圧(1013 hPa)」とすると、富士山の頂上の気圧は「649hPa」ほどです。
この条件では、なんと水の沸点は「約88℃」しかありません!
そのため、カップラーメンを地上と同じ3分間でつくったとしたら、ぬるくてとても硬い状態で完成してしまいます。
③ 標高と水の沸点の関係を計算する方法
気圧と水の沸点の関係については「keisan(生活や実務に役立つ計算サイト)」で大まかに計算することができます。
興味のある人は、高尾山の頂上(599 m)、東京スカイツリーの上(634 m)、ブルジュハリファの上(828 m)など、いろいろな条件で沸点について調べてみてください!
4. まとめ
今回は、「沸点・融点の違い」について解説していきました。
最後に、今回のポイントをおさらいしておきましょう!
・沸点とは、「物質が液体から気体になるときの温度」のこと
・融点とは、「物質が固体から液体になるときの温度」のこと
・沸点・融点は物質によって決まっている
・沸点・融点は、気圧によって変化する
最後まで読んでいただき、ありがとうございました!
また会おう!!