物質は相を変えることができます-多くの場合、温度変化のために。 低温では、ほとんどの物質は固体であり、温度が上昇するにつれて液体になります; より高い温度では、それらはガス状になる。

固体が液体になるプロセスは融解と呼ばれます（あなたが時々見るかもしれない古い用語は融合です）。 反対のプロセス、固体になる液体は凝固と呼ばれます。 純粋な物質については、融点として知られている融解が起こる温度がその物質の特徴です。 固体が液体に溶けるためにはエネルギーが必要です。 すべての純粋な物質は、固体から液体に変化する必要がある一定量のエネルギーを持っています。 この量は、Δ Hfusとして表される物質の融合（または融合熱）のエンタルピーと呼ばれています。 いくつかのΔ Hfus値は、表10.2「種々の物質の融合のエンタルピー」に記載されており、これらの値は、物質の融点に対するものであると仮定される。 Δ Hfusの単位はモル当たりキロジュールであるので、どのくらいのエネルギーが関与しているかを知るために材料の量を知る必要があることに注意してく Δ Hfusは常に正の数として表計算されます。 しかし、溶融は常に吸熱性である（したがってΔ Hは正である）が、凝固は常に発熱性である（したがってΔ Hは負である）ことを念頭に置いていれば、溶融と固化の両方のプロセスに使用することができる。

表10.2各種物質の融合エンタルピー

物質(融点)	Δ Hfus(kJ/mol))
水（0℃）)	6.01
アルミ（660)	10.7
ベンゼン(5.5℃)	9.95
エタノール(-114.3℃)	5.02
水銀(-38.8℃)	2.29

溶けることの間に、エネルギーは物質の段階の変更に専ら行きます;それは物質の温度の変更に入りません。 したがって、物質は同じ温度にとどまるので、溶融は等温プロセスである。 物質のすべてが溶融された場合にのみ、任意の追加のエネルギーは、その温度を変化させることに行くん。

固体が液体になるとどうなりますか？ 固体では、分子間力は粒子のエネルギーによって克服することができないので、個々の粒子は所定の位置に立ち往生しています。 より多くのエネルギーが供給されるとき（例えば 温度を上げることによって）、粒子が移動するのに十分なエネルギーを持っているが、分離するのに十分なエネルギーを持っていない点が来る。 これは液相です：粒子はまだ接触していますが、お互いの周りを移動することができます。 これは、液体が容器の形状を想定できる理由を説明しています：粒子は動き回り、重力の影響下で可能な限り低い体積を満たします（液体が無重力環境に

液体と気体の間の相変化は、固体と液体の間の相変化といくつかの類似点を持っています。 ある温度では、液体中の粒子はガスになるのに十分なエネルギーを有する。 液体が気体になるプロセスは沸騰（または蒸気化）と呼ばれ、気体が液体になるプロセスは凝縮と呼ばれます。 しかし、固体/液体変換プロセスとは異なり、液体/ガス変換プロセスは、ガスが圧力の影響を強く受けるため、液体の周囲の圧力によって著しく影響され これは、液体が気体になる温度、沸点が周囲の圧力によって変化することを意味する。 したがって、通常の沸点は、周囲の圧力が正確に1気圧、または760torrのときに液体が気体に変化する温度として定義します。 特に断りのない限り、沸点は1気圧の圧力であると仮定する。

固体/液体相変化と同様に、液体/気相変化にはエネルギーが含まれます。 液体を気体に変換するのに必要なエネルギーの量は、蒸発のエンタルピー（または蒸発熱）と呼ばれ、Δ Hvapとして表されます。 いくつかのΔ Hvap値は、表10.3″各種物質の気化エンタルピー”に記載されています; これらの値は、物質の通常の沸点温度に対するものであり、これも表に記載されていると仮定される。 Δ Hvapの単位もモル当たりキロジュールであるため、どのくらいのエネルギーが関与しているかを知るためには、材料の量を知る必要があります。 また、Δ Hvapは常に正の数として表計算されます。 沸騰は常に吸熱性であること（Δ Hは正）、凝縮は常に発熱性であること（Δ Hは負）を念頭に置いていれば、沸騰と凝縮の両方のプロセスに使用できます。

表10.3各種物質の気化のエンタルピー

標準沸点	Δ Hvap(kJ/mol))
水（100℃)	40.68
臭素（59.5)	15.4
ベンゼン（80.1℃)	30.8
エタノール（78.3℃）)	38.6
水銀(357)	59.23

溶けることと同じように、沸騰のエネルギーは物質の段階の変更に専ら行きます;それは物質の温度の変更に入りません。 したがって、沸騰は等温プロセスでもあります。 物質のすべてが沸騰している場合にのみ、追加のエネルギーは、その温度を変更することに行きます。

液体が気体になるとどうなりますか？ 我々はすでに、液体が互いに接触する粒子で構成されていることを確立している。 液体が気体になると、粒子は互いに分離し、各粒子は空間内でそれ自身の道を行く。 これは、ガスが容器を満たす傾向がある方法です。 実際、気相では、体積のほとんどは空の空間であり、体積の約千分の一だけが実際に物質によって取り込まれます（図10.17″液体と気体”を参照）。 なぜ圧縮することができるのかを説明するのはガスのこの特性であり、第6章”ガス”で考慮されている事実です。

状況によっては、固相は液相を介さずに気相に直接移行し、気体は直接固体になることがあります。 固体から気体への変化は昇華と呼ばれ、逆のプロセスは堆積と呼ばれます。 昇華は、他の相変化と同様に、等温である。 昇華中に測定可能なエネルギー変化があり、このエネルギー変化は昇華のエンタルピーと呼ばれ、Δ Hsubとして表される。 Δ Hsubと他のエンタルピー変化との関係は次のようになります:

Δ Hsub=Δ Hfus+Δ Hvap

このように、Δ HsubはΔ HfusとΔ Hvapから単純に計算できるため、必ずしも表にする必要はありません。

昇華にはいくつかの一般的な例があります。 よく知られている製品—ドライアイス—は実際には固体のCO2です。 ドライアイスは昇華するので乾燥しており、固体は液相を迂回して気相に直進します。 昇華は-77℃の温度で起こるので、注意して取り扱う必要があります。 冷凍庫の氷が時間の経過とともに小さくなる傾向があることに気づいたことがある場合は、固体の水が非常にゆっくりと昇華しているためです。 肉などの特定の食品が昇華のためにゆっくりと固形分を失うときに発生します。 食べ物はまだ良いですが、食欲をそそらないように見えます。 冷凍庫の温度を下げると、固体水の昇華が遅くなります。

化学式は、相変化を表すために使用することができます。 そのような場合、物質に相ラベルを使用することが重要です。 例えば、氷を溶かして液体の水を作る化学式は、

H2O(s)→H2O(λ)

化学変化は起こっていませんが、物理的な変化は起こっています。

加熱曲線

温度と熱量のプロットは加熱曲線として知られています（図10.18参照）。 これらは、一般的に、与えられた物質の相変化とエンタルピーの関係を視覚的に示すために使用される。

図10.18では、固体は運動エネルギーを獲得し、その結果、熱が加わるにつれて温度が上昇します。 融点では、追加された熱は、運動エネルギーを増加させる代わりに固体の魅力的な分子間力を破壊するために使用されるため、温度は一定のままである。 すべての固体が溶融した後、再び、追加された熱は、沸点まで液体分子の運動エネルギー（および温度）を増加させることになる。 沸点では、再び、追加された熱は、運動エネルギーを供給するのではなく、魅力的な分子間力を破るために使用され、すべての液体がガスに変わるまで温度

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