語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| melting/ˈmeltɪŋ/ | 融解 |
| boiling/ˈbɔɪlɪŋ/ | 沸騰 |
| evaporation/ɪˌvæpəˈreɪʃn/ | 蒸発 |
| boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ | 沸点 |
汗をかくと涼しくなる理由
- 汗が肌から蒸発すると、涼しい感觉がする。
- 状態の変化 — 液体が気体になること — がエネルギーを運び去っている。
- 溶融、沸騰、蒸発の仕組みを見てみよう。
溶融と沸騰
- 溶融(固体→液体)と沸騰(液体→気体)の両方ともエネルギーを必要とする。
- しかし、状態が変わる間は温度は一定である — エネルギーは粒子間の力を弱めるために使われ、粒子を速くするために使われるわけではない。
- 標準的大気圧下での水の場合:溶融は$0\ {}^{\circ}\text{C}$、沸騰は$100\ {}^{\circ}\text{C}$。

探索
加熱曲線 — 温度が一時的に止まる様子を見る
物質が融解または沸騰中であっても、熱が入り続けるため温度は一定(平坦)に留まる — エネルギーは分子間の結合を切断するために使われ、温度を上昇させるわけではない。
実践
氷が水に溶ける間、温度はどうなるか?
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
相転移中、エネルギーは粒子間の力breakingsに使われるため、変化が完了するまで温度は一定に保たれる。
実践
加熱曲線の平坦(水平)部分は:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
熱は加えられているが、相転移に使われるため温度は上昇せず、曲線は平坦になる。
蒸発
- 蒸発とは、液体がその表面で気体に変化することであり、沸騰点以下で起こる。
- 最も速い粒子が表面から逃げる。
- その結果、速さが遅い粒子が残るため、平均エネルギーが低下し、液体は冷却される。
- これがまさに、汗が蒸発することで肌が冷える理由である。

物質が溶融中および沸騰中は温度が一定に保たれる
実践
蒸発は沸点以下でも起こる。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
蒸発は任意の温度で表面で起こる — 最も高速な表面粒子が逃げる。沸騰は沸点において液体全体で起こる。
実践
蒸発する液体が冷却されるのはなぜか?
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
最もエネルギーの高い粒子が表面を離れるため、残った粒子の平均エネルギーは低くなり、温度も下がります。
蒸発を早める要因
- 高い温度 — 逃げるのに十分な速度を持つ粒子が増える。
- 大きな表面積 — 表面にある粒子の数が増える。
- 風による空気の流れ(風) — 逃げた粒子が運ばれてしまうため、戻ってくる数が減る。
- そのため、洗濯物は暖かくてそよ風のある日に最も早く乾く。
実践
水たまりをより早く蒸発させる要因をすべて選びます。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
高い温度、広い表面積、多くの空気の流れは蒸発を速めます。一方、低い温度は蒸発を遅くします。
理解できましたか
Key idea
- 溶融と沸騰にはエネルギーが必要だが、変化中には温度は一定である
- 加熱曲線の平坦な部分 = 状態の変化
- 蒸発は沸騰点以下の表面で起こり、最も速い粒子が去るため、液体は冷却される
- 蒸発を早める方法:高い温度、広い表面積、強い空気の流れ