【中学理科】水の状態変化で注意すべきたった1つのポイント

水の状態変化で注意すべきことってあるの？？

こんにちは！この記事を書いているKenだよ。セコム、入ってるね。

中学1年生の理科では、状態変化を習ったよね。

状態変化とは復習すると、

物質が固体、液体、気体の3つの状態に変化すること

だったね。

水の状態変化の場合は、それぞれ、

になるってことね。

氷とか水とか水蒸気は日頃から目にしているから身近だよね。

一見、水の状態変化は他の物質の状態変化と変わらなく見えるんだけど、たった1つのポイントでとんでもなく異なっているんだ。

それは、

状態変化したときの体積の変化だ！

水の状態変化ではなんと、

「体積の変化」が他の物質の状態変化とは異なるんだよ。

具体的にいうと、

液体（水）から固体（氷）になるとき、体積が増えるんだ。

状態変化で勉強したように、他の物質では、液体から固体に変化すると、体積が小さくなることで知られているね。

粒子モデルで考えるとわかりやすいんだけど、熱が少ない固体の状態だと、粒子の動きが小さくなってしまうから、物質の体積が小さくなるはずなんだ。

だがしかし、水の状態変化は一味違う。

液体から固体に変化すると、体積が増えてしまうんだ！！

水にはこの性質があるから、ペットボトルに水を満タンに入れて凍らせて固体にするとまあ大変。

水の時よりも体積が増えているから、ペットボトルがパンパンに膨らんでしまうはずなんだ。

じゃあ、なんで水の状態変化では固体の体積の方が液体よりも大きいんだろうね？？

中学1年生の理科の範囲だと難しすぎるんだけど、簡単にいうと、

水を構成している粒子（分子）の構造によるからなんだ。

水の粒子は液体の時に、それぞれの隙間が小さくなるよに動くんだ。

だから、水の場合は粒子の動きは活発になっているけど、粒子同士の隙間が少なくなって、体積が小さくなるんだ。

一方、氷の場合はどうだろう。

粒子たちの動きは活発じゃないんだけど、水の分子が止まって並ぶと隙間が空いているところがいっぱいあるように並んじゃう。結果的に水の時よりも体積が増えてしまうんだ。

っていう感じで、水の状態変化で気をつける点はただ一つ。

固体の方が液体よりも体積が大きいってこと。

つまり、密度でいうと、固体の氷の方が小さくなるってことね。

他の物質の状態変化とこの点で異なるから気をつけてようぜ！

そんじゃねー

Ken