この項目では、物理化学の図について説明しています。力学の図については「 位相空間 (物理学) 」を、あいずについては「 合図 」をご覧ください。 「 状態図 」はこの項目へ 転送 されています。状態遷移図については「 状態遷移図 」をご覧ください。 物質の 三態 と温度、圧力の関係を示す相図の例。横軸が温度、縦軸が圧力、緑の実線が融解曲線、赤線が昇華曲線、青線が蒸発曲線、三つの曲線が交わる点が 三重点 。 相図 (そうず、phase diagram)は 物質 や 系 ( モデル などの仮想的なものも含む)の 相 と 熱力学 的な 状態量 との関係を表したもの。 状態図 ともいう。 例として、 合金 や 化合物 の 温度 や 圧力 に関しての相図、モデル計算によって得られた系の磁気構造と温度との関係(これ以外の関係の場合もある)を示す相図などがある。 目次 1 自由度 1. 1 温度と圧力 1. 2 組成と温度 2 脚注・出典 3 関連項目 自由度 [ 編集] 温度と圧力 [ 編集] 三態 と温度、圧力の関係で、 液相 (liquid phase)と 固相 (solid phase)の境界が 融解曲線 、 気相 (gaseous phase)と固相の境界が 昇華曲線 、気相と液相の境界が 蒸発曲線 である [1] 。 蒸発曲線の高温高圧側の終端は 臨界点 で、それ以上の高温高圧では 超臨界流体 になる。 三つの曲線が交わる点は 三重点 である。 融解曲線はほとんどの物質で図の通り蒸発曲線側に傾いているが、水では圧力が高い方が 融点 が低いので、逆の斜めである。 相律 によって、 純物質 の熱力学的 自由度 は最大でも2なので、温度と圧力によって,全ての相を表すことができる [2] [3] 。 組成と温度 [ 編集] 金属工学 においては 工業 的に 制御 が容易な 組成 -温度の関係を示したものが一般的で、合金の性質予測に使用される。 脚注・出典 [ 編集] [ 脚注の使い方] ^ 戸田源治郎. " 状態図 ". 日本大百科全書 (小学館). Yahoo! 百科事典. 2013年4月30日 閲覧。 ^ " 状態図 ". 世界大百科事典 第2版( 日立ソリューションズ ). コトバンク (1998年10月). マイペディア ( 日立ソリューションズ ). 物質の三態 図 乙４. コトバンク (2010年5月).
4 蒸発熱・凝縮熱 \( 1. 013 \times 10^5 Pa \) のもとで、 沸点で液体1molが蒸発して気体になるときに吸収する熱量のことを 蒸発熱 といい、 凝縮点で気体\(1 mol\)が凝縮して液体になるとき放出する熱量のことを 凝縮熱 といいます。 純物質では蒸発熱と凝縮熱の値は等しくなります。 蒸発熱は、状態変化のみに使われます。 よって、 純物質の液体の沸点では、沸騰が始まってから液体がすべて気体になるまで温度は一定に保たれます 。 凝縮点でも同様に温度は一定に保たれます 。 ちなみに、一般的には蒸発熱は同じ物質の融解熱よりも大きな値を示します。 1. 物質の三態「固体 液体 気体」〜物質の3つの姿の違いを理系ライターが解説 - Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン. 5 昇華 固体が、液体を経由せずに直接気体にかわることを 昇華 といいます。 ドライアイス・ヨウ素・ナフタレンなどは、分子間の引力が小さいので、常温・常圧でも構成分子が熱運動によって構成分子間の引力を断ち切り、昇華が起こります。 逆に、 気体が、液体を経由せず、直接固体にかわることも 昇華 、または 凝結 といいます。 気体が液体になる変化のことを凝結ということもあります。 1. 6 昇華熱 物質を固体から直接気体に変えるために必要な熱エネルギーの量(熱量)を 昇華熱 といいます。 2. 水の状態変化 下図は、\( 1. 013 \times 10^5 Pa \) 下で氷に一定の割合で熱エネルギーを加えたときの温度変化の図を表しています。 融点0℃では、固体と液体が共存しています 。 このとき、加えられた熱エネルギーは固体から液体への状態変化に使われ、温度上昇には使われないため、温度は一定に保たれます。 同様に、沸点100℃では、加えられた熱エネルギーは液体から気体への状態変化に使われ、温度上昇には使われないため、温度は一定に保たれます。 3. 状態図 純物質は、それぞれの圧力・温度ごとに、その三態(固体・液体・気体)が決まっています。 純物質が、さまざまな圧力・温度においてどのような状態であるかを示した図を、 物質の状態図 といいます。下の図は二酸化炭素\(CO_2\)の状態図です。 固体と液体の境界線(曲線TB)を 融解曲線 といい、 この線上では固体と液体が共存しています 。 また、 液体と固体の境界線(曲線TA)を 蒸気圧曲線 といい、 この線上では液体と固体が共存しています 。 さらに、 固体と気体の境界線を(曲線TC)を 昇華圧曲線 といい、 この線上では固体と気体が共存しています 。 蒸気圧曲線の端には臨界点と呼ばれる点(点A)があり、臨界点を超えると、気体と液体の区別ができない超臨界状態になります (四角形ADEFの部分)。 この状態の物質は、 超臨界流体 と呼ばれます。 3本の曲線が交わる点は 三重点 と呼ばれ、 この点では気体、液体、固体が共存しています 。 三重点は、圧力や温度によって変化しないことから、温度を決定する際のひとつの基準点として使われています。 上の図の点G~点Kまでの点での二酸化炭素の状態はそれぞれ 点Gでは固体 点Hでは固体と液体が共存 点Iでは液体 点Jでは液体と気体が共存 点Kでは気体 となっています。 4.
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出典 森北出版「化学辞典(第2版)」 化学辞典 第2版について 情報 デジタル大辞泉 「物質の三態」の解説 ぶっしつ‐の‐さんたい【物質の三態】 ⇒ 三態 出典 小学館 デジタル大辞泉について 情報 | 凡例
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