一般小学生
まとめ
解説
物質が固体から液体へと変化することを「融解」と呼びます。1気圧(標準大気圧)における水の融点は0℃であり、この温度にある氷に熱を加えると、氷はすぐには温度を上げず、すべてが水に変わるまで0℃の状態を維持します。これは、加えられた熱エネルギーが物質の温度を上げるためではなく、固体の結晶構造を壊して液体へと変化させるためのエネルギーとして消費されるためです。
この状態変化に伴って吸収される熱を「融解熱」または「潜熱」と呼びます。具体的には、1gの0℃の氷をすべて0℃の水にするためには、約334J(約80cal)の熱量が必要です。この熱量は物質の量に比例するため、氷の量が2倍になれば必要な熱量も2倍になります。計算問題では、この融解熱を考慮に入れ、氷が溶けきるまでの熱収支を求めることが重要です。
小学生のみなさんへ
氷は、温度が0℃になるととけ始めます。この「0℃の氷」に熱を加えても、氷が全部とけて水になるまでは、温度はずっと0℃のまま変わりません。ふしぎに思うかもしれませんが、加えられた熱は氷を水に変えるために使われてしまうからです。
氷1gを水に変えるには、決まった量の熱が必要です。氷の量が増えれば、それだけたくさんの熱が必要になります。例えば、10gの氷をとかすには、1gのときの10倍の熱が必要になるという「比例」の関係があります。
ルラスタコラム
ジュースに氷を入れると冷たくなるのは、氷がとけるときにジュースから熱をうばっていくからです。氷はとけている間ずっと0℃なので、飲み物をしっかり冷やし続けてくれるたよりになる存在なのです。
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