一般小学生
まとめ
【定義】
物質の三態の一つであり、一定の形や体積を持たず、粒子が空間全体に広がろうとする流体状態を「気体」と呼ぶ。
まとめ
気体は温度変化に伴い体積が大きく変化し、加熱されると膨張し、冷却されると収縮する。また、熱伝導率は極めて低いが、温度差による密度変化が生じることで「対流」が発生し、物質移動を伴って熱を効率的に運ぶ性質を持つ。
解説
物質は熱の吸収や放出によって、固体、液体、気体という三つの状態を行き来する。気体は分子間の結合が弱く、容器全体に広がるまで拡散する性質がある。特に水が沸騰して水蒸気になる際には、体積が元の液体の約1600倍へと劇的に増加する。空気や金属と同様に、気体も温度が上がると体積が増加するが、その変化率は固体や液体よりも大きい。既存の知見によれば、気体は流体として「対流」を引き起こす。温められた部分は膨張して密度が小さくなり上昇し、冷たい部分は下降する。密閉された箱の中での線香の煙や炭火を用いた実験に見られるように、この循環運動が空間全体の熱移動を主導する。なお、水が凍る際に体積が増える特殊な性質とは対照的に、一般的に物質が気体へと変化する過程は極めて大きな体積膨張を伴う物理的変化である。
小学生のみなさんへ
「気体」は、空気のようにふわふわと自由に動いている状態のことです。水に溶ける気体もありますが、お湯のように熱くなると、気体は水の中にいられなくなって外へ逃げ出してしまうという特徴があります。サイダーを温めると泡がたくさん出てくるのはこのためです。また、植物の種が芽を出すときにも「空気（酸素）」という気体が必要になります。目には見えにくいですが、理科ではとても大切な役割を持っています。
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