物質の状態に対する温度の影響は何ですか?

物質は固体、液体、または気体の状態で存在する可能性があり、物質の状態は主にその温度によって決定されます。 宇宙の各物質に固有の特定の温度しきい値を超えると、相変化が起こり、物質の状態が変化します。 一定の圧力条件下では、温度が物質の相の主要な決定要因です。 さまざまな種類の物質の温度と位相の違いにより、熱機関と冷蔵庫の操作が可能になります。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

温度は、物質が固体、液体、気体のいずれで存在するかに直接影響します。 一般に、温度を上げると、固体が液体に、液体が気体に変わります。 それを減らすと、気体が液体に、液体が固体に変わります。

物質の状態

低温では、分子運動が減少し、物質の内部エネルギーが少なくなります。 原子は相互に関連して低エネルギー状態に落ち着き、ほとんど移動しません。これは固体の特徴です。 温度が上昇すると、追加の熱エネルギーが固体の構成部分に適用され、追加の分子運動が発生します。 分子が互いに押し合い始め、物質の全体積が増加します。 この時点で、物質は液体状態になっています。 気体状態は、分子が温度の上昇によって非常に多くの熱エネルギーを吸収し、高速で互いに自由に動き回ることができる場合に存在します。

物質の状態間の相変化

一定の圧力の条件下で特定の温度にさらされた物質がその相を変化させ始めるポイントは、相変化閾値と呼ばれます。 この温度では、熱にさらされた物質のすべてのビットがその状態を変更します。 固体から液体へのシフトは融点で起こり、液体から気体への遷移は沸点で起こります。 逆に、気体から液体への変化の瞬間は凝縮点であり、液体から固体へのシフトは凝固点で起こります。

突然の温度変化と相状態

物質がさらされる温度が非常に急速に変化すると、物質は固体から気体に、または気体から固体に相変化する可能性があります。 固体の周囲の温度が非常に急速に上昇すると、昇華したり、液体として存在せずに固体から気体に相変化したりする可能性があります。 反対方向では、突然過冷却されたガスが完全に堆積する可能性があります。

相に対する温度の影響

圧力が一定の場合、物質の状態は完全にさらされる温度に依存します。 このため、冷凍庫から取り出すと氷が溶け、高温に長時間放置すると鍋から水が沸騰します。 温度は、周囲に存在する熱エネルギーの量の測定値にすぎません。 物質が異なる温度の周囲に置かれると、物質と周囲の間で熱が交換され、両方が平衡温度に達します。 そのため、角氷が熱にさらされると、その水分子が周囲の大気から熱エネルギーを吸収し、より活発に動き始め、水氷が溶けて液体の水になります。

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