熱の放出

一般小学生

まとめ

  • 物質が自らの温度を下げたり、気体から液体凝縮)、液体から固体凝固)へと状態を変化させたりする際に、内部に保持している熱を外部へ出すこと。
  • 状態変化が起こっている最中は、放出される熱が物質の構造変化に使われるため、熱を放出し続けていても温度は一定に保たれる。
  • この状態変化に伴って出入りする、温度変化に現れない熱のことを「潜熱」と呼ぶ。

解説

物質には固体・液体・気体の「三態」があり、これらは熱の吸収や放出によって互いに変化します。物質を冷却して熱を放出させると、分子の熱運動が穏やかになり、分子同士が結びつき始めます。この過程で、気体は液体へ、液体は固体へと姿を変えていきます。

具体的には、水蒸気が水に変わる「凝縮」や、水が氷に変わる「凝固」が熱の放出を伴う変化です。また、ドライアイス二酸化炭素)のように液体を経ずに気体から固体へ直接変化する「昇華」も、熱を放出するプロセスの一つです。

コラム

加熱・冷却曲線のグラフを見ると、状態変化が起きている間はグラフが水平になります。これは、放出されたエネルギーがすべて状態を変えるために費やされていることを示しています。

身近な例では、冬に雪が降る際、雲の中の水蒸気が氷の粒に変わるときに大量の熱が放出されます。このため、雪が降り始める直前には、周囲の気温がわずかに上昇することがあります。

小学生のみなさんへ

「熱の放出ほうしゅつ」とは、物の中にある熱を外ににがすことです。物が冷たくなるときや、すがたが変わるときに起こります。

例えば、あついお湯をそのままにしておくと、お湯の熱がまわりの空気ににげていき、ぬるくなります。これも熱を外に出しているからです。また、水がこおって氷になるときも、水は熱を外ににがしています。

ふしぎなことに、水が氷に変わっている間は、いくら冷やしても温度は0度のまま変わりません。これは、外に出る熱が「水の形を氷に変えるための力」として使われているからです。このように、物がすがたを変えるときには、必ず熱が出入りします。

ルラスタコラム

冬に雪が降る直前、少しだけ暖かく感じることがあります。これは、空の上で水蒸気が雪に変わるときに、熱を外に「ふっ」と吐き出しているからなのです。自然界では、形が変わるときに熱が動いているのですね。

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