一般小学生
まとめ
- 液体を加熱した際、液体の表面からだけでなく、内部からも激しく気化(気体への状態変化)が起こる現象を指します。
- 純粋な物質では、沸騰が起こっている間は加熱を続けても温度が一定(沸点)に保たれます。
- 水の場合、1気圧下では約100℃で沸騰し、液体から気体へ変化する際に大きな体積膨張を伴います。
解説
液体を加熱していくと、液体の表面から分子が飛び出す「蒸発」が起こります。さらに温度が上昇し、液体の飽和蒸気圧が大気圧と等しくなると、液体の内部からも気泡が発生するようになります。これが「沸騰」です。
沸騰が始まると、与えられた熱エネルギーはすべて状態変化(分子間の結合を断ち切ること)に使われるため、液体がすべて気体になるまで温度は上がりません。このときの温度を沸点と呼びます。水は他の物質に比べて沸点が高く、また蒸発熱(潜熱)も非常に大きいという特徴があります。
小学生のみなさんへ
水をおなべに入れて火にかけると、やがてあわが激しく出てきますね。これが「沸騰」という現象です。水の場合、温度が100度になると沸騰が始まります。
ふだん、コップの水がいつのまにか減っているのは「蒸発」といって、水の表面から少しずつ空気の中に逃げていくからです。でも、沸騰は水の表面だけでなく、中からもどんどん水蒸気になって出ていくので、とてもはげしい動きになります。
また、水には「こおると体積が大きくなる」という、ほかのものにはあまり見られない不思議な力があります。冬に外の水道管がこわれてしまうことがあるのは、中の水が氷になって、入れ物である管を内側からおし広げてしまうからなのです。
ルラスタコラム
寒い地域では、冬の夜に水道の蛇口から少しだけ水を出しておくことがあります。これは、水が動いていればこりにくくなるし、もし少しこおっても、水が流れる道があれば管が破裂しにくくなるからです。昔からの生活の知恵なんですよ。
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