一般小学生
まとめ
【定義】 温度と圧力の条件によって、物質が固体・液体・気体のどの状態(相)にあるかを示したグラフ。
まとめ
状態図は、縦軸に圧力、横軸に温度をとり、物質が特定の条件下でどの相をとるかを示す。三重点や臨界点、各相の境界線(蒸気圧曲線、融解曲線、昇華曲線)によって構成される。
解説
物質の状態は温度だけでなく圧力にも依存する。状態図上の各領域は、その温度・圧力下で最も安定な状態を表している。領域を隔てる曲線は2つの相が平衡状態で共存している条件を示しており、これらを相平衡曲線と呼ぶ。蒸気圧曲線は液体と気体の境界、融解曲線は固体と液体の境界、昇華曲線は固体と気体の境界である。これら3つの曲線が一点で交わる「三重点」では、固体・液体・気体の3つの相が共存する。また、蒸気圧曲線の終点である「臨界点」を超えると、液体と気体の区別がつかない超臨界流体と呼ばれる状態になる。水の状態図では、融解曲線が負の傾きを持つという特異な性質があることも重要である。
小学生のみなさんへ
物質(もの)が、まわりの温度や気圧(空気の押す力)によって、氷のような「固体」、水のような「液体」、湯気のような「気体」のどれになるかを教えてくれる図のことだよ。たとえば、水はふつう100度で沸騰して気体になるけれど、高い山の上など空気がうすい場所では、もっと低い温度で沸騰するんだ。そういった「温度と気圧による状態の変化」をひと目でわかるようにグラフにしたものが「状態図」なんだよ。
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