中学理科 / 化学分野
Unit 03
状態変化
氷が水になり、水が水蒸気になる——これは同じ物質の変化。
粒子の目線で三態の違いを理解し、蒸留のしくみまで学ぼう。
🧊 固体・液体・気体💧 融解・凝固・蒸発🔥 昇華⚗️ 蒸留
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物質の三態と粒子モデル
物質は温度によって固体・液体・気体の3つの状態に変わる（三態）。 状態が変わっても物質そのものは変わらない——これが物理変化。
図1：固体・液体・気体の粒子モデル。粒子の数は変わらず、配置と動きが変わる。
🌡️ 状態変化の名前一覧
| 変化の方向 | 名前 | 身近な例 |
|---|---|---|
| 固体 → 液体 | 融解（ゆうかい） | 氷が溶ける |
| 液体 → 固体 | 凝固（ぎょうこ） | 水が凍る |
| 液体 → 気体 | 蒸発（じょうはつ） | 水が乾く |
| 液体 → 気体（沸騰） | 沸騰（ふっとう） | お湯が沸く |
| 気体 → 液体 | 凝縮（ぎょうしゅく） | 湯気が水滴に |
| 固体 → 気体 | 昇華（しょうか） | ドライアイスが消える |
| 気体 → 固体 | 昇華（ぎゃく昇華） | 霜が降りる |
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蒸留——沸点の違いを使った分離
蒸留とは、混合物を加熱して蒸発しやすい成分を気体にし、冷やして液体として集める操作。 沸点の違いを利用して混合物を分離できる。
図2：蒸留装置。エタノール（沸点78℃）と水（沸点100℃）の混合物から、低い沸点のエタノールを先に集める。
🔑 POINT
蒸留では沸点が低い成分が先に蒸発して集まる。温度計は枝分かれした管の入口（気体が出る位置）に合わせる。
✅ この単元のまとめ
- 固体・液体・気体の変化（三態）は物理変化——物質の種類は変わらない
- 融解（固→液）・凝固（液→固）・蒸発・沸騰（液→気）・凝縮（気→液）・昇華（固⇔気）
- 粒子の数は変わらず、配置と運動エネルギーが変わる
- 純物質は融点・沸点が一定；混合物は一定しない
- 蒸留：沸点の違いを使って混合物を分離する操作
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