物質の状態変化についてです。 まず、 状態変化の際、 固体→液体→気体の順に温度高くなるのは、

物質の状態変化についてです。


まず、
状態変化の際、
固体→液体→気体の順に温度高くなるのは、
全ての物質に共通だと認識しています。

次に、エネルギーについて見た場合ですが、、
これも状態変化の際、
固体→液体→気体の順に
エネルギーの値も高くなるのは、
全ての物質において共通なのでしょうか？

そもそもエネルギーは(3/2)nRTと、温度に比例するので上記のようになるのではと思いましたがどうでしょうか？


これについて記載のあるURLもご存知でしたら添付お願いします。

No.6 ベストアンサー 回答者： suzumenokox 回答日時： 2016/11/05 21:59

分子の振動エネルギーが

固体の結合エネルギーを越えると液体に
さらに液体の結合エネルギーを越えると気体になります。

その際の分子振動というのが温度との相関を担います。
つまりエネルギーと温度がそこで結びつくということです。

No.7 回答者： きみ坊 回答日時： 2016/11/10 10:57

(3/2)nRT はｎモル当たりの分子（原子）の運動エネルギーです．

固体，液体，気体などは，分子（原子）の運動状態の違いとして理解されます．

　固体は（イオンエネルギー共有結合，ファンデルワールス結合など）強い（大きな）分子間のエネルギーで，これを切るためには大きなエネルギー　[(3/2)RT]が必要なのです．
液体でも弱い分子間の相互作用（ファンデルワールス力）が働いているのです．気体は完全に分子（原子）間の相互作用がない状態です．

　したがって，温度をあげていくと（即ち 原子や分子の運動エネルギーを大きくしていくと）だんだん分子（原子）の運動は活発になって行き，固体⇒液体⇒気体と変化するのです．

＊）初めて物理化学を学ぶヒトのためのテキストを読むことを勧めます．
　　www.kagakudojin.co.jp/book/b50316.html

No.5 回答者： psytex1 回答日時： 2016/11/02 21:44

熱とは分子や原子の振動です。

分子や原子には、互いにくっつこうとする力が働きますが、
振動すると動き出します。
互いにくっつきあっていたのが、ずれ始めれば液体、
引っ付き合う力を振り切って飛び出せば気体です。
さらに温度が上がれば、原子を構成する原子核と電子が
バラバラになり、プラズマとなります。

No.4 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2016/11/02 16:10

温度と熱の関係が全く理解できていないようです。

-100℃の水蒸気も存在しますよ。真冬でも洗濯物は乾くし、高野豆腐もできる。

-100℃の水蒸気が存在するのに、10℃の水も存在する。

ですから
＞固体→液体→気体の順に温度高くなるのは、全ての物質に共通だと認識しています。
ここが、重要なところなのに、間違っている。

＞これについて記載のあるURLもご存知でしたら添付お願いします。
　化学の教科書の状態変化のところに詳しく書いてある。

物質は、

　気体　⇄　液体　　の状態変化をするときに、
　↑↓　　　↑↓　　エネルギーの収支を行う。
　　　　固体

100℃の水と、100℃の水蒸気では、温度が同じでも、持っているエネルギーが全く違う。
やかんの口からでている気体、白煙のところも透明なところも温度は100℃ですよ。でも白煙のところに指突っ込んでも大したことないが、透明なところにつっこむと火傷する。

　また、硫黄を溶かしてゴム状硫黄を作る実験したと思いますが、さらさらした明るい橙色、流動しない暗赤色、流動する黒色の液体と【熱を加えると】状態変化をしていきますが、その各段階に状態変化するとき温度の上昇は停止する。
　氷に熱を加えていくと、０℃で、すべて溶け終わるまで温度の上昇は停止して、溶け切ると再び加えられた熱に応じて温度が上昇する。そして100℃で再び、熱を加えても温度が上がらない状態になる。・・・・これは小学校でやったよね。

＞そもそもエネルギーは温度に比例するので上記のようになるのではと思いました
　体験や学んだことが無駄になっている。

温度と熱（エネルギー）は区別して、それぞれ正確に理解すること。

No.3 回答者： 101325 回答日時： 2016/11/02 10:58

> 固体→液体→気体の順に

> エネルギーの値も高くなるのは、
> 全ての物質において共通なのでしょうか？

はい。共通です。固体が液体になるには融解熱が必要ですから、その分だけ液体のエネルギーは固体のエネルギーより高くなります。同様に、液体が気体になるには蒸発熱が必要ですから、その分だけ気体のエネルギーは液体のエネルギーより高くなります。

> そもそもエネルギーは(3/2)nRTと、温度に比例する

いいえ。それは少し違います。エネルギーが(3/2)nRTで表されるのは、気体に限ります。固体や液体の熱容量は(3/2)nRではありません。

No.2 回答者： windwald 回答日時： 2016/11/02 07:16

#1です。

全てご存じでしたか。失礼しました。
ですが、
>固体→液体→気体の順に
>エネルギーの値も高くなるのは、
>全ての物質において共通なのでしょうか？
と質問されているのでこれについて答えたつもりなのですが……。
非常に困惑しております。

No.1 回答者： windwald 回答日時： 2016/11/02 01:30

考えが逆です。

温度が高くなるから、固体→液体→気体のように状態変化を起こすのです。
また、同じ温度でも、固体と液体では液体のほうが、液体と気体では気体のほうが運動状態が大きいものです。
固体とは、原子・分子が集まり、互いの位置関係を変えることなくその場で振動している状態、
液体とは、原子・分子が集まり、互いの位置関係を変えながら運動をしている状態、
気体とは、原子・分子が集まることなく互いの位置関係を変えながら激しく運動している状態です。
http://chigaku.ed.gifu-u.ac.jp/chigakuhp/html/ky …

この回答へのお礼

ご回答いただきありがたいのですが、回答者さんの書かれていることは全て理解しています。

大変申し訳ありませんが、
質問内容への回答もいただけたらと思います。

よろしくお願いします。

お礼日時：2016/11/02 02:30