質問: 液体の融点、気体の昇華点にあたるもので、液体や気体が固体になる温度のことを何という?
回答: 凝固点

タイトル: 凝固
熱力学の第二法則にもかかわらず、純粋な液体の結晶化には、均質核生成 の高い活性化エネルギーを超える必要があるため、一度凝固点より低い温度になる。これを過冷却と呼ぶ。この状態は固体と液体との境界面の構造である。外部の温度が低いと、中心となる部分のエネルギーを外部に開放するだけの表面エネルギーをまかなえず凝結は前進しなくなる。この場合安定凝結になるためには充分なエネルギーを供給できるほど低温であるか、外部からの刺激要因がないと凝固がはじまらない。それらの要因として、固体、不純気体、固体の結晶化前、その他の凝縮のようなものの表面での不規則の存在によって、雑多な凝縮が起こるかもしれず、何らかのエネルギーが解放され部分的な境界面の破壊が起こると、そこから表面エネルギーを得て過冷却が起こる点は融解点に近くなる。

タイトル: 凝固
多くの液体は同質の液体から結晶性固体を形成、結晶化し凝固する。 これは熱力学第一法則の相転移であり、熱伝導性の悪い空気によって断熱された閉じた系において、固体と液体が共存して存在する場合、固体になるときに放出される凝固熱によって凝固点で温度が一定に保たれる。完全に固体相のみになると再び系の温度は低下していく。結晶化は主に「核形成」と「結晶成長」の二つの過程からなる。核形成は、数ナノメートル程度の大きさのクラスターを作る段階である。 結晶成長は核形成後の核から結晶が成長していく段階である。

タイトル: 理想溶液
s 1 , gas ∗ ( T bp ∗ , P ) − s 1 , liq ∗ ( T bp ∗ , P ) = Δ vap H m ∗ ( T bp ∗ , P ) T bp ∗ {\displaystyle s_{1,{\text{gas}}}^{*}(T_{\text{bp}}^{*},P)-s_{1,{\text{liq}}}^{*}(T_{\text{bp}}^{*},P)={\frac {\Delta _{\text{vap}}H_{\text{m}}^{*}(T_{\text{bp}}^{*},P)}{T_{\text{bp}}^{*}}}}溶質のモル分率の総和が十分に小さいときには、ln(1 − ΣXi) = −ΣXi と近似できる。この近似の下では、溶質がすべて不揮発性であるときの理想希薄溶液の沸点上昇度は次式で与えられる。

タイトル: 変成作用
温度と圧力は変成作用にでおける物理的条件の主要例で、温度や圧力の変化により再結晶が起こり、原岩の鉱物組成や組織が変化することで変成作用が進行する。特に高温であるほど変成作用の速度は上昇する。高温時の再結晶作用は昇温期変成作用(prograde metamorphism)とよばれる。しかし、温度上昇が停止し冷却が開始すると反応は終了し、変成岩の形成は完了する。この時を温度ピーク(thermal peak)とよぶ。ただし、水が十分にある場合などではその後の温度低下中でも変成作用が起こり、後退変成作用(retrograde metamorphism)という。これらの温度変化は、温度-圧力図の上で表示することができる。なお、変成岩の形成時の温度や圧力の推定のときは、多形鉱物や地質温度計を用いるとよい。

タイトル: ボイルの法則
理想気体ではその分子自身の大きさや分子間力がないものとして考えているが、実在気体ではそれらの影響が完全には無視できないからである。またボイルの法則では、気体は温度一定で圧力を上げればいくらでも体積が小さくなることを示しているが、実際にはそのようなことはありえない。実際の気体ではある程度の圧力を超えると気体は凝縮あるいは凝華することで、液体や固体になってしまい、もはや気体の性質を持たないからである。

タイトル: 気体
液体はせん断力を加えられたとき常に流動するが、その速度に応じて抗力が生じる。気体は液体に比べて粘性が低く、粘性なしとして扱われることも少なくない。気体が全く粘度も持たないとすると翼の表面に固着することはなく、境界層は形成されない。デルタ翼の研究においてシュリーレン写真を使い、気体粒子が互いにくっつきあう現象があることが確認された。流体力学において乱流とは、無秩序かつ確率的に変化する特性を持つ流れの状態である。乱流は運動量の拡散が小さく伝達量が大きく、流れの圧力や速度が時間や空間と共に急激に変化する。気体粒子は気体中を移動する物体の表面にくっつく性質を持つ。そのような粒子の層を境界層と呼ぶ。物体表面に粒子がくっつくのは基本的には摩擦が原因である。すると、物体と境界層を合わせた部分が一緒に気体内を移動する形状を形成する。

タイトル: 平衡高度
平衡高度(へいこうこうど, Equilibrium level, EL)とは、熱力学ダイアグラムにおいて、自由対流層を上昇してきた空気塊の温度と環境温度が再び一致し、それ以降は空気塊が自ら上昇できなくなる高度のこと。浮力ゼロ高度(LNB)、中立高度(NL)などともいう。地上付近にある(湿った)空気塊を断熱的に上昇させていくと、持ち上げ凝結高度(LCL)以降は凝結により雲が成長し、湿潤断熱減率に沿って緩やかに冷やされ、やがて空気塊は周囲の空気の気温(環境温度)と一致する自由対流高度(LFC)まで達する。LFCから少し持ち上げられた空気塊は、上昇しても周囲より常に暖かい状態となるため、空気塊は自身の持つ浮力のみで勝手に上昇し続けるようになる。しかし、湿潤断熱減率は環境温度に近づき始め、やがて再び同じ温度となる。これが平衡高度である。

タイトル: 気体
通常、この状態では系とその周辺は同じ温度となっていることを前提としており、熱の移動が起きない。さらに外部からの力も釣り合いがとれており(体積が変化しない)、系内の全ての化学反応も完了している。温度、外力、化学反応というこれらの条件がどういう順番で成立するかは系によって様々である。氷を入れた容器を室温の中に置くと氷が融けきるのに数時間かかるが、半導体においてデバイスにかかる電源をON/OFFすることで発生する熱伝達は数ナノ秒のオーダーで変化するかもしれない。

タイトル: 二酸化炭素
常温常圧では無色無臭の気体。常圧では液体にならず、−79 °C で凝華して固体(ドライアイス)となる。水に比較的よく溶け、水溶液(炭酸)は弱酸性を示す。このためアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液および固体は二酸化炭素を吸収して、炭酸塩または炭酸水素塩を生ずる。高圧で二酸化炭素の飽和水溶液を冷却すると八水和物 CO 2 ⋅ 8 H 2 O {\displaystyle {\ce {CO2\cdot 8H2O}}} を生ずる。炭素を含む石油、石炭、木材などの燃焼、動植物の呼吸や微生物による有機物の分解、火山活動などによって発生する。安定な物質で、マグネシウムなど還元性の強い金属を除けば二酸化炭素中で燃焼は起こらない。また植物の光合成によって二酸化炭素は様々な有機化合物へと固定される。また、三重点 (−56.6 °C、0.

タイトル: 濡れ
液体や固体の物質が、気体のように散逸せずにまとまりを維持するのは、それらの内部の原子や分子同士が互いに引き付け合っているためであるが、表面ではその力が物質の面方向に強くはたらき表面張力となって現れる。容器に収められ重力以外の外力を受けていない液体では、自重と表面張力のつり合いによって外形が定まるが、固体では固有の外形を維持する力が強いため表面張力が観察されにくい。ただし、固体と液体が接触する時は液体だけでなく固体の表面張力も顕在化する。液体の表面張力に比べて固体の表面張力が大きいと、固体に接触した液体は自ら球形になろうとするよりも固体の表面に広がろうとして良くぬれる。固体と液体が接触した場合の両者の表面張力の違いによってぬれの度合いが異なってくる。

タイトル: ヘリウム
19 Kと非常に低い。固体ヘリウムはヘリウム3とヘリウム4で必要な圧力が異なり、圧力を調節して体積の30 %をコントロールすることができる。ヘリウムは比熱容量が非常に高く、密度の高い蒸気となり、部屋の温度が上昇すると同時に膨張する。固体ヘリウムは1.5 K、2.5–3.5 MPa という非常に低い温度と高い圧力の下でしか存在できない。この程度の温度以上になると、相転移を起こしてしまう。これ以下の温度ではそれぞれ立方体型の分子を作っている。ヘリウム4の2つの液体状態、ヘリウムIとヘリウムIIは、量子力学の研究(超流動現象)において重要で、物質が超伝導を帯びるような絶対零度に近い超低温で発現する。

タイトル: ボイルの法則
Z = 1 R T { A ( T ) + C ( T ) p 2 ⋯ } {\displaystyle Z={1 \over RT}\{A(T)+C(T)p^{2}\cdots \}}圧力が0に近づくとき、圧縮因子は他の温度より早く1に近づく。そのため、ボイル温度においては、より高い圧力の領域までボイルの法則が適用できる。 気体のいくつかの物理的性質は圧縮因子の一階微分に依存する。そのため一般の温度では圧力を0に近づけても、気体の性質は完全には理想気体のものとは一致しない。ボイル温度では、圧力が0に近いときの一階微分係数は理想気体のものと同じ1になり、実在気体の性質は理想気体と完全に一致する。

タイトル: 三重点
λ線と融解曲線の交点もヘリウム4のλ点という。このλ点の温度と圧力は 1.762 K, 30.11 bar である。相図から分かるように、ヘリウムは25気圧以上に加圧しないと結晶化しない。そのため、ヘリウムには気相-液相-固相の三重点は存在しない。右の相図では略されているが、ヘリウムの固相として、六方最密構造(hcp)の相と体心立方構造(bcc)の相が知られている。hcpは低温高圧で安定な相であり、図に示されている固相のほとんどの領域で安定な相である。それに対してbccは、λ線と融解曲線の交点付近の狭い温度圧力領域で安定な相である。これら二つの固相は液相とあわせて三相共存できるので、ヘリウムには固相-固相-液相の三重点が二つ知られている。

タイトル: 比熱容量
特に1モル当たりの定積比熱を定積モル比熱あるいは定積モル熱容量と呼ぶ。一般的記号は、 cV で、単位量あたりの内部エネルギーの変化量の傾きを表す。

タイトル: 気体
気体の密度が圧力に比例して大きくなると分子間力も気体の挙動に影響を与えるようになり、理想気体モデルでは妥当な結果が得られなくなる。内燃機関の温度の上限あたり(1300 K)では、複雑な燃料の分子が振動や回転の形で内部エネルギーを蓄え、その比熱容量は単純な二原子分子や希ガスのそれとは大きく異なる値になる。さらにその2倍の温度になると、電子の励起と気体粒子の解離が起きはじめ、粒子数が増えることで圧力にも影響が出る(気体からプラズマへの相転移)。最終的にあらゆる熱力学的過程は、ある確率分布に従った速度をもつ一様な気体として解釈される。非平衡状態を扱うということは、解を求められるような形で流れの場を扱うことを意味している。理想気体の法則を拡張しようとする最初の試みの1つは、状態方程式を pV = 定数 と変形し、n を比熱比 γ などに依存した変数としたことである。

タイトル: 三重点
過冷却水の水蒸気圧は水の三重点圧力より低いので、気液平衡を保ったまま水を過冷却することで、三重点圧力より低圧の液相を準安定相として実現することができる。

タイトル: ピラゾリジン
融点は10-12°C、沸点は138°C。常温では液体で、空気中では安定しているが吸湿性がある。

タイトル: 溶液
溶液(ようえき、英: solution)とは、2つ以上の物質から構成される液体状態の混合物である。一般的には主要な液体成分の溶媒(ようばい、solvent)と、その他の気体、液体、固体の成分である溶質(ようしつ、solute)とから構成される。溶液は巨視状態においては安定な単一、且つ均一な液相を呈するが、溶質成分と溶媒成分とは単分子が無秩序に互いに分散、混合しているとは限らない。すなわち溶質物質が分子間の相互作用により引き合った次に示す集合体などが溶媒に分散している溶液も多い。特に微視状態において2つ以上の相が分散混合していて、巨視的には一様な分散系溶液をコロイド溶液と呼ぶ。状況によっては、理想溶液の振舞いとの乖離が大きいコロイド溶液は、溶液とは見なさない場合もある(コロイド溶液については記事 分散系に詳しい)。

タイトル: 溶液
気体状態にある成分1: n 1 {\displaystyle n_{1}} molと成分2: n 2 {\displaystyle n_{2}} molが凝集して溶液になるときの全凝集エネルギーはそれぞれの成分の分子と分子の接している割合がその成分の容積分率に等しいから、成分1と成分2の接触による凝集エネルギーを Δ E 1 ⋅ 2 V {\displaystyle \Delta E_{1\cdot 2}^{V}} として以下のようになる。ここで V 1 {\displaystyle V_{1}} および V 2 {\displaystyle V_{2}} は各成分の液体のモル体積である。

タイトル: 水素結合結晶
水素結合結晶(すいそけつごうけっしょう)とは、結晶のうち、分子同士の親和力として主に水素結合を利用して形成されているもののこと。水素結合性結晶とも呼ばれる。もっとも身近で代表的な水素結合結晶は氷である。通常の水素結合はファン・デル・ワールス力よりも強いため、同程度の分子量の化合物で比べた場合、水素結合結晶のほうがファンデルワールス結晶よりも格子エネルギーが大きい、すなわち融点が高いことが多い。例えば近い分子量を持つ、メタン (CH4、分子量 16.04) と水 (H2O、分子量 18.02) について、融点はメタンが −162 °C、水が 0 °Cと、水の結晶のほうがより高い温度まで安定に存在する。これは、メタンの結晶が分子性結晶であり分子間にはたらく親和力が比較的弱いのに対し、水の結晶(= 氷)は水素結合結晶でありその中で水分子同士がより強く結びついているためである。

タイトル: ガラス転移点
これをゴム状態と呼び、架橋点では分子同士が結合されているが架橋点間の鎖状部分は自由に運動できる。この架橋は加硫ゴムにおけるような化学結合による架橋(化学架橋)とは区別して物理架橋と呼ばれる。さらに温度を下げてガラス転移点に達すると、鎖状部分の運動も非常に遅くなり、全ての部分がその位置で熱振動を行うだけのガラス状態となる。なおガラス転移点以下にも、α転移点、β転移点と呼ばれる物性変化が急激となる温度が存在する高分子も多々ある。

タイトル: 粘度
分子運動論によれば、粘度 μ と平均自由行程 l との間には次の関係がある。低圧(10気圧程度以下)の気体に対しては以下の式もあるが、温度T の依存性は実際とはあまりよく合わない。液体に対しては Eyring による、絶対反応速度論を用いた次の式がある。

タイトル: レイリー・プレセット方程式
 気泡から無限遠点における温度と圧力をそれぞれ T ∞ {\displaystyle T_{\infty }} 、 P ∞ ( t ) {\displaystyle P_{\infty }(t)} とする。 気泡の中心からの半径方向距離 r {\displaystyle r} において、圧力 P ( r , t ) {\displaystyle P(r,t)} 、温度 T ( r , t ) {\displaystyle T(r,t)} 、および外向きの速度 u ( r , t ) {\displaystyle u(r,t)} が液体の変動するパラメータとなる。 ただし、それらの液体のパラメータは気泡の外部 r ≥ R ( t ) {\displaystyle r\geq R(t)} においてのみ定義されることに注意する。

タイトル: 空力加熱
空気中を高速で移動する場合、物体の運動エネルギーは、空気の圧縮と摩擦によって熱に変換される。低速において空気が冷たい場合にはその物体は空気へも熱を奪われる。空気と空気の通過による熱の複合温度効果は、よどみ点温度(英語版)と呼ばれる。実際の温度は回復温度と呼ばれる。隣接するサブレイヤーへのこれらの粘性散逸効果により、非等エントロピー過程を介して境界層の速度が低下する。次に、熱は高温の空気から表面材料に伝導し、その結果、材料の温度が上昇し、流れからのエネルギーが失われる。強制対流により、冷却されたガスが他の材料に補充され、プロセスが続行される。流れの停滞と回復温度は、流れの速度とともに増加し、高速で大きくなる。物体の総熱衝撃は、回復温度と流れの質量流量の両方の作用である。空力加熱は、高速で密度が高い低気圧で最大になる。

タイトル: 標準モルエントロピー
ただし Ttr,i は、標準圧力 P° のもとで絶対零度から温度 T まで準静的に固体を加熱した時に相転移が起こる i 番目の温度であり、 Δ trs H ( T trs , i , P ∘ ) {\displaystyle \Delta _{\text{trs}}H(T_{{\text{trs}},i},P^{\circ })} は、i 番目の相転移のモルエンタルピー変化である。絶対零度から温度 T に至るまで相転移が存在しない場合は、上式の第二項の寄与はゼロである。

タイトル: 溶解度曲線
溶解度曲線(ようかいどきょくせん)とは、物質の溶解度と温度との関係をグラフにしたものである。一般に縦軸に溶解度を、横軸に溶媒の温度を示す。溶解度を視覚化する事で、再結晶効率の検討などが容易となる。多くの物質では温度の上昇と共に溶解度が増す右上がりのグラフとなるが、水酸化カルシウムや硫酸セリウムのように右下がりの変化を示すものもある。また、硫酸ナトリウムのように特定温度(この場合は34.38 °C)に溶解度の最大を持つ物質では、その温度を頂点とした山型のグラフとなる。

タイトル: 水蒸気
水蒸気(すいじょうき、スチームともいう)は、水が気化した蒸気。空気中の水蒸気量、特に飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合のことを湿度という。

タイトル: 温度拡散率
温度拡散率に関係する無次元量には以下のものがある:

タイトル: 熱
特に理想気体の場合、気体分子間の相互作用は無視でき、内部エネルギーは気体分子の運動エネルギーの期待値と直接結び付けられる。例えば理想気体へ熱を加えると、それは気体分子が持つ運動エネルギーの平均を増加させることになる。