【宇宙人と学ぶ乙4解説:化学第3-1回】熱って一体なんですか？

という事で、乙4解説第3回目やっていきましょう

してないです。前回は物理変化と化学変化について学びました。

今回は『熱』について勉強していきましょう。

さて、姉さん。この世の全ての物質は原子でできているのでしたね

であるならば、熱とは一体何からできているものなのでしょうか。熱もまた、原子からできているものなのでしょうか。

はい、残念不正解です。

そもそも熱は物質ではなく現象です。『花』が物質であるならば、『咲く』は現象なわけです

熱とはなにか。一言で言うと、原子や分子が起こす現象の1つなのです

まあ、落ち込まないでください。熱とは何かという問いに対して、明確に答えを提示できる地球人は、意外にも多くありません

我々が見過ごしているだけで、日常の中には沢山の化学が潜んでいます。

今回はその一端、熱の正体について解き明かしていきましょう。

早速答えを言ってしまうと、熱というのは、『原子や分子の運動』です。

勝手に終わらせないでください。それから、そんなファンタジー小説みたいな解説はしません。

実は『熱』と『運動』にはとある共通点があるんです。

はい。ここに熱々のお茶が注がれた湯呑みがありますね

飲めとは言ってないです

その湯呑みを持っている姉さんの手は、どうなりましたか？

はい、湯呑みに触れた事によって、熱が伝わって温かくなりました

では、もう1つ質問です

姉さんが車道を横断しようとしたら、車に轢かれてしまいました。姉さんはどうなりましたか？

つまり、走っていた車の動きが姉さんに？

はい、熱と運動には触れた物に伝わるという共通点がある事がわかりますね

ん？いいものですか？

姉さん！なんてものを出してるんですか！？モザイク掛かっちゃってるじゃないですか！

というか、どこでそんな物拾ってきたんですか！？

さっさと仕舞ってください！というか没収です！姉さんの教育上よくありません！

た、たしかに例としては悪くないかもですが、とにかくダメです。

あと、それを渡してきた地球人についても後で詳しく教えて下さい

気を取り直して、次は状態変化との関係性についてです。

よく覚えてますね。ニワトリと同じくらいの記憶力してます

姉さんって、口喧嘩めちゃくちゃ弱そうですね

話を戻しますが、固体、液体、気体の違いは分子の状態なんでしたね

はい、今回は固体から液体への状態変化、融解を例にして話を進めましょうか。

では例えば、氷を融解させるためには、氷に対して何をすれば融かす事ができるでしょうか。

そう、つまり熱を加える事で蒸発や融解という現象が起きるわけですね

ところで姉さん、不思議に思いませんか？

何故、熱を加える事で分子の状態が変わるのでしょうか？

これは熱=運動であるならば、簡単に説明する事ができます

先程と同じ融解で考えてみましょう

固体の場合、分子同士がこのように手を繋いでいます。

いいえ、分子です。

ここで試しに分子に対して熱を与えてみましょう。熱とはつまり、分子の運動です。

分子は運動を与えられたため、動き回ろうとしますが、両手を繋いでいるので動けません。

しかし、さらに熱を加え続けると…

このように動きに耐えられず、手を離して飛んでいってしまいました。

これが融解と呼ばれる現象です。

分子が手を繋いでいる固体の状態から、自由に動き回れる液体の状態に変わりました

それは単純に分子間、原子間での結び付きが強いからです。

鉄は原子同士が強固に結びついているため、ちょっとやそっとの力じゃ手を離しません

対して、水の場合は分子間に働く力は非常に弱いため、比較的簡単に切り離す事ができます

そうですね…

例えば、分子と分子を切り離すのは簡単なんですが、原子の結合を切り離すのは大変です

というのも、『結合』というのは、結びついて1つになる事ですから、2つの原子が完全に一体化しているわけです

対して、分子同士というのは、一体化している訳ではないので、切り離すのが比較的簡単です。

まあ、そこら辺に関しては、ファンデルワールス力だのが関わってくるので、ややこしい部分ではあります

ただ、ぶっちゃけ乙四程度であれば、なんとなく原子の結合は強いんだな程度に思っておけば大丈夫です。

さて、3-1回目は以上となります。熱の正体について理解できましたか？

次回の3-2回は、温度について勉強していきます。

それではいつも通りまとめです