解説
物質の状態は、熱運動のエネルギーと粒子間の相互作用のバランスによって決まります。気体状態の物質が冷却され、熱を放出すると、激しく動いていた粒子の運動エネルギーが低下します。その結果、粒子同士を引きつける力（分子間力）の影響が強まり、粒子が集合して液体となります。これが凝縮の物理的な仕組みです。
凝縮が起こると、物質の体積は大きく変化します。例えば、水蒸気が凝縮して水になると、その体積は約1600分の1にまで減少します。一般的に物質は温度が下がると体積が収縮しますが、気体から液体への変化は、粒子間の距離が極端に縮まるため、非常に大きな体積変化を伴うのが特徴です。
コラム
物質の状態変化には、凝縮のほかに融解、凝固、蒸発（気化）、昇華があります。通常、物質は温度が下がるほど体積が小さくなりますが、水は例外的な性質を持っています。水が冷えて氷（固体）になる際には、隙間の多い結晶構造を作るため、液体時よりも体積が約1.1倍に増加します。
また、温度変化による物質の膨張・収縮の度合い（熱膨張率）は物質ごとに異なります。この性質を利用したのが「バイメタル」です。膨張率の異なる2種類の金属を貼り合わせることで、温度変化に応じて一定の方向に曲がる性質を持たせ、サーモスタットなどの温度制御装置に応用されています。
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