[ 中学理科 ] 煙草の煙は気体ではない 小さな液体か固体の粒なんです

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”もの” には、ほとんどの場合3種類の状態があります。固体と液体と気体ですね。では、このことを分子レベルで考えてみようと思います。代表的な分子としては、H2O(水)などがありますね。

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分子運動

分子はお互い引き合いますが、さかんに運動もしています。これを「分子運動」といいます。分子運動は温度が高いほど活発で、分子同士がばらばらになりやすくなります。引き合いながらも、バラバラになろうとしてみたり分子は感情を持った人間みたいですね。

このバランスによって物体の状態(固体、液体、気体)が決まります。水を例に考えますと、冷えて固まった状態が氷(固体)です。この時引き合う力は強く、分子運動は弱い状態です。氷を温めて融点(0℃) になると、水(液体)になります。さらに温めて沸点(100℃)になると、分子運動も強く、お互いを引き付けあう力よりもバラバラになろうとする力が勝り、気体(水蒸気)へとなります。気体になると目には見えません。

ついにあの子は僕の元からいなくなりました

話を元に戻します。

タバコの煙は気体ではなく、固体か液体であるという最も簡単な説明としては、もしも煙が気体であれば目には見えないからです。なのに白くはっきりと見えますよね。それは、液体か固体であることを意味します。ただし、とっても小さいことには間違いありませんよ。煙の正体は、千分の1ミリメートルや1万分の1ミリメートルの固体や液体の粒です。これは人間から見ると小さいですが、原子や分子からみると巨大な大きさです。原子は1千万分の1ミリメートルというレベルの大きさです。

ガラスは液体か固体か?

実は「 カラス = 液体 」 という風に言われていたのです(これ自体も驚きです)が、以下のニュースが発表されました。京都大学の研究成果の発表です。

財経新聞より引用

 固体とは、分子が規則正しい配置に収まって移動しない状態を意味しているが、ガラスの分子は規則正しい状態には収まっておらず、非常にゆっくりと移動し続けている。そのため、ガラスは個体か液体かは明確になっていない。

今回の研究では、コンピュータシミュレーションと情報理論とを組み合わせた研究を行い、ガラス状態にある物質中では固体的領域と液体的領域が混在するが、低温・高密度になるほど固体的領域のサイズが増大すること、そして個体的領域では分子が正二十面体などの特定の幾何学的構造になっていることを発見した。この結果はガラスが固体であることを示す有力な証拠となる。

難しいことは置いておいて、「 ガラス = 固体 」であったほうがしっくりくると思うのは管理人だけでしょうか?

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