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昔、学校の先生から

『熱いものの分子は活発に動いていて、冷たいものの分子は活発に動いていない。電子レンジはこれを利用したもの』

とうる覚えですが教えていただいたことがあります。

そこで

『分子が活発に動いているから熱い』
『分子が活発でないから冷たい』

のでしょうか?

『熱いから分子が活発に動いている』
『冷たいから分子が活発でない』

のでしょうか?

特に化学を専門に勉強した訳では無いので、もしかすると根本から間違っているかもしれません。御指摘頂ければ非常に勉強になります。

どなたか詳しい方、教えていただけないでしょうか?

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A 回答 (3件)

物体を構成している分子の振動が熱です


物体が外部から入ってきたエネルギーを熱の形で外部に放出するとこれが温度として検出されるのです
物質の内部にあって外には出てきていない熱を潜熱、外部に流出して温度として検出される熱を顕熱というのです

たとえば1グラムの水蒸気は335ジュールの熱を持っていますがこれを蒸発潜熱といいこれは蒸発するときに受け取った熱です
この熱量は1グラムの水の温度を80度上昇させることが出来るのです
だから水を体に塗ると蒸発するときに体から熱を奪うので寒くなるのです

『熱いから分子が活発に動いている』活発に振動している分子が熱を放出しているから熱いのです
『分子が活発でないから冷たい』外部よりは活発ではない分子が熱を吸収しているから冷たいので
活発ではない方向から活発な方向に移行するには熱が必要です
実験
融けかけた氷に食塩を入れて見てください
食塩は水に溶けるのに必要な熱を外部から受け取るので外部の温度が下がります
まるで氷が冷えて熱を吸収しているように見えます
実は食塩が熱を受け取って溶けているのです
分子の運動が活発になるために冷えているようなものです
熱いか冷たいかは熱の移動方向で決まるのです
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>『分子が活発に動いているから熱い』


>のでしょうか?
>『熱いから分子が活発に動いている』
>のでしょうか?
※引用中一部省略m(_ _)m

 温度と分子の動きの関係は、「○○だから××となる」というような原因と結果の関係とは違います。

 温度は、われわれが普通に生活しているレベルで観測されるもので、温度は「マクロな量である」といいます。気体の圧力などもマクロな量です。
 一方、原子・分子のもつエネルギーのようなものは、「ミクロな量である」といいます。

 温度と分子のエネルギーの間の関係は、
「われわれがマクロなレベルで温度が高いといっているのは、ミクロなレベルでは分子が大きなエネルギーをもっているということだ」
というものです。どちらかが原因で、その結果もう一方のことが起こる、というものではありません。


 以上の説明では、あえて「温度」だけに限定しましたが、分子のエネルギーと関係するのが温度だからです。
 「熱いか冷たいか」という言い方では、「熱」の関連する場面もあり、それは分子のもつエネルギーそのものとは違います。

 ある物体にさわって、その物体が熱いか冷たいかは、その物体の温度だけでは決まりません。例えば 0℃の鉄 と 0℃の綿 があるとき、それらにさわると「鉄の方が冷たい」と感じます。これは、熱伝導の違いで、鉄の方がさわる人の手からたくさんの熱を奪うからであって、鉄の分子のエネルギーが小さいからではありません。

 分子のレベルでいうと、鉄も綿も、同じ温度なら分子のもつエネルギーは同じだが、ほかの物体と接触したときのエネルギーの移動の速さが違うので冷たさの差が出てきます。


 だから厳密に言えば「熱いか冷たいかは分子のエネルギーそのものより、エネルギーの移動の向きに関係する」ということになります。
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こんばんは。



どちらもまったく間違っているとは言えないですが、
どちらかといえば、前者の
『分子が活発に動いているから熱い』
『分子が活発でないから冷たい』
です。
しかし、いまひとつです。

物体の中で分子が振動・運動をしている状態が「熱」であり、
熱とその物体の比熱・熱容量とから決まる、寒暖(熱い・冷たい)の度合いが「温度」
です。

さらには、物体に触ったときに熱く感じる・冷たく感じる、という話になると、物体の熱伝導率が重要になります。
物体の熱伝導率が高いほど、物体の温度(熱い・冷たい)を感じやすくなります。
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Q熱の正体は分子の振動、ではそのエネルギーの正体は?

 熱の正体は、分子の振動!よく解りました。
では、分子を振動させるエネルギーの正体とは
一体なんなのでしょうか?分子が振動させるた
めには、どのような作用が働くのでしょうか?
エネルギーって、言葉自体が漠然としていませ
んか?イメージ出来ません。ぜひ又、ご教示を!

Aベストアンサー

エネルギーというのは、簡単に言うと”潜在能力”といっていいと思います。つまり、「エネルギーが在る」とは、「何かをし得る能力が在る」と翻訳できると思います。でも、直感的には「何かをする」には「何らかの力が働く」と考えるのが普通でしょうね。

で、おたずねの件の「分子を振動させる作用」ですが、このように考えたらどうでしょう?

化学結合している2原子分子、A-Bが真空中に在るとします。イメージ的には、バネでつながった2つの球を考えて下さい。
このままでは、振動は”しない”はずで、A-B 間の距離も変化しないでしょう(原子は大きいので、零点振動は無視しますね)。この時のA-B 間の相対位置を基準位置とします。この分子にとっては、この相対位置が安定なのです。

この分子が振動するには、何らかの力が必要です。叩いてもいいし、どうにかして分子中の電子分布を変化させてもいい。そのような何らかの力によって初速度?をもった分子は、”基準位置に戻ろう”とします。つまり、分子は何らかの力を受けたため安定でなくなり、”安定になろうとする能力”、すなわち”エネルギー”を受けたことになります。あとは振り子の場合と同じで、「運動エネルギー」と「位置エネルギー」の交換が起き続けることになります。これが振動の原理ということになります。まあ、巨視的な振動と基本的には同じですね。

最初の初速度は何によってもたらされたのかは、たぶん宇宙誕生と関わりが在ることなのでしょうね。そちらは専門ではないので、代わりにこのような分子の振動が変化する場合はどういう場合かついて2つ述べましょう。

まず一つは、atsuotaさんと同じく、分子間の衝突が上げられますね。

もう一つは、光(=電磁波;分子の振動に対しては、赤外線)によるものです。これは、分子が荷電粒子(電子・陽子)の集合体であるためで、それらと電磁波における”(振動)電場”とが相互作用します。

エネルギーというのは、簡単に言うと”潜在能力”といっていいと思います。つまり、「エネルギーが在る」とは、「何かをし得る能力が在る」と翻訳できると思います。でも、直感的には「何かをする」には「何らかの力が働く」と考えるのが普通でしょうね。

で、おたずねの件の「分子を振動させる作用」ですが、このように考えたらどうでしょう?

化学結合している2原子分子、A-Bが真空中に在るとします。イメージ的には、バネでつながった2つの球を考えて下さい。
このままでは、振動は”しない”はずで、A...続きを読む


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