質問: 一般的には融点と同じ値をとる、物質が液体から個体に変化する温度を何というでしょう?
回答: 凝固点

タイトル: 蒸気圧
液体が蒸発することで蒸気量が増えて分圧も上がり、新たな温度での蒸気圧と等しくなることで再び気液平衡となる。逆に温度を下げると蒸気圧が下がる。このときは蒸気が液体に凝縮することで分圧が下がり、新たな温度で気液平衡となる。気相と固相の相平衡でも同様に、温度の変化に対して物質が昇華して分圧が蒸気圧と等しくなるように蒸気量が変化して平衡が保たれる。純物質の蒸気圧はクラウジウス・クラペイロンの式によって近似される。溶液であれば蒸気圧降下が起こり、これはラウールの法則で近似される。

タイトル: ガラス転移点
ガラス転移点を測定する主な方法は次のものである。ガラス転移点で急激に変化する物性は剛性と粘度以外にもあるので、基本的にはこれら変化する物性を測定して温度による変化を捉えることによりガラス転移点を決定できる。特にガラス転移点では吸熱や発熱を伴うことが多いので、手軽に測定できるDSCはその決定に広く使われている。融点は温度軸の1点であり固体と液体という異なる相が共存して平衡状態である温度として正確な1点に定まるが、ガラス転移点は非平衡状態で測定するものであり、点ではなくある温度範囲であり、また温度変化速度でも変わる。つまり、ガラス状態と液体状態とが一定の温度で共存して平衡状態となることはない。実用的には、測定する物性の温度変化グラフに現れるピーク上のある点(例えばピーク頂点)をガラス転移点と定義する。

タイトル: 沸点
液体に不揮発性の物質が溶けているとき、この溶液の飽和蒸気圧は、一般に元の純粋な液体の飽和蒸気圧よりも低くなる。この現象を蒸気圧降下という。これに伴って、圧力を縦軸としたときの溶液の蒸気圧曲線は、元の蒸気圧曲線から下にずれる。そのため、外圧が同じであれば、この溶液の沸点は一般に元の純粋な液体の沸点よりも高くなる。この現象を沸点上昇という。例えば食塩水やショ糖水溶液の沸点は、食塩やショ糖が不揮発性なので、純粋な水の沸点よりも高くなる。それに対して、液体に揮発性の物質や気体が溶けているときの溶液の沸点は、元の液体の沸点より低くなることもあれば高くなることもある。例えば、水にアンモニアを溶かしたアンモニア水の沸点は水よりも低く、水に塩化水素を溶かした希塩酸の沸点は水より高い。純物質の沸騰と同じ理由により、一定の外圧の下で沸騰しているときの溶液の温度は、溶液の沸点とほぼ等しい。

タイトル: 熱膨張
熱膨張は一般に結合エネルギーの増加に伴って減少し、固体の融点は結合エネルギーとともに増大するため、高融点物質では熱膨張が低くなる可能性が高い。一般に、液体は固体よりも僅かに大きく膨張する。ガラスの熱膨張は結晶に比べて大きくなる。ガラス転移温度でアモルファス物質に起こる再配置は、熱膨張係数と比熱に特徴的な不連続をもたらす。この不連続性が、過冷却された液体がガラスに変化するガラス転移温度の検出を可能にしている。ガラスになる液体が外部から加熱された際は「加熱による冷却(cooling-by-heating)」という意外な効果が起こり、液体内の深部では温度が低下する。多くの一般的な物質では、水(やその他溶媒)が吸収されたり脱離したりすることで大きさが変わる場合もある。有機物質の多くは、熱膨張よりもこの効果によって大きく体積変化する。

タイトル: 気体
たとえば同一温度、同一気圧の下では、気体の種類を問わず同一体積中に含まれる分子数は一定である。これをアボガドロの法則という。気体分子の大きさと質量を存在しないものとした仮想の気体のモデルを理想気体といい、気体の基本的性質を示すために扱われる。臨界温度以下の気相のことを蒸気と呼ぶ。臨界温度以下で気体を圧縮していくと液体へ相転移(一次転移)する。また、ある臨界圧力以下の圧力が物質の飽和蒸気圧と等しくなる点が沸点である。

タイトル: 相転移
相転移を起こす温度や圧力などの状態量の値の組を転移点(変態点)と呼び、特に転移点上の温度を転移温度という。特定の物質において転移点は熱力学的状態により決定される値であり、たとえば特定の成分系の液相-気相転移点では圧力値など状態値が指定されれば、残りの状態値である温度、すなわち沸点は一意に決定される。このように相転移の状態値を温度-圧力の相図上では転移点は連続した線分を形成する。転移点の例を次に示す。

タイトル: 湿球温度
湿球温度(しっきゅうおんど、英: wet-bulb temperature)は、気体と蒸気(通常は空気と水蒸気の混合した系)の物理的な特徴を示す温度の一種である。

タイトル: 臨界点
純物質の臨界点(りんかいてん、英語: critical point)とは、気相 - 液相間の相転移が起こりうる温度および圧力の上限である。気体の温度を臨界点以下にしない限り、どれだけ圧縮しても気体は決して液化しない。また、臨界点より高い圧力の下では、どんなに加熱しても液体は決して沸騰しない。純物質の臨界点は各物質に固有の値である。例えば水の臨界点は 373.95 °C (647.10 K), 220.64バール (22.064 MPa; 217.75 atm) である。臨界点の温度をその物質の臨界温度 Tc、圧力を臨界圧力 Pc という。物質の沸点 Tb は臨界温度以上にはならない。すなわち臨界温度は沸点の上限である(Tb < Tc)。同様に、臨界圧力はその物質の蒸気圧 Pvap の上限である(Pvap < Pc)。

タイトル: 過冷却
過冷却(かれいきゃく、英: supercooling, undercooling)とは、物質の相転移において、変化するべき温度以下でもその状態が変化しないでいる状態を指す。たとえば液体が凝固点を過ぎて冷却されても固体化せず、液体の状態を保持する現象。水であれば摂氏零度以下でもなお凍結しない状態を指す。第一種相転移でいう準安定状態にあたる。水の場合衝撃を与えると急激に凍る。

タイトル: 蒸気圧
蒸気圧(じょうきあつ、英語: vapor pressure)あるいは平衡蒸気圧(へいこうじょうきあつ、英語: equilibrium vapor pressure)とは、液相あるいは固相にある物質と相平衡になるような物質の気相の圧力のことである。蒸気圧は物質に特有の物性値であり、温度に依存して決まる。物質の沸点とは、その物質が液相にあるときの蒸気圧が外圧に等しくなる温度である。また、物質の昇華点とは、その物質が固相にあるときの蒸気圧が外圧に等しくなる温度である。さらに物質が液相と固相の平衡状態にあるときの蒸気圧が外圧に等しくなる温度は三重点と呼ばれる。液体の物質の周囲でのその物質の蒸気の分圧が液相の蒸気圧に等しいとき、その液体は蒸気と気液平衡の状態にある。 気液平衡から温度を上げると蒸気圧が上がり、蒸気の分圧より大きくなる。蒸気を理想気体とみなせば、分圧は蒸気量に比例する。

タイトル: 華氏
カ氏度による温度目盛では水の融点を32 °F、沸点を212 °Fとする。水の氷点と沸点の間は180度に分割される。カ氏温度Fは、ケルビンKやセルシウス度Cと以下の関係にある。計量法では、一番上の式によって、ケルビンからカ氏温度が定義されている。カ氏温度とセルシウス温度との間の変換において、おおよそ「61 °F → 16 °C」「82 °F → 28 °C」の関係(一の位と十の位の交換)がある。これは、温帯における気温の範囲にあり、大雑把な変換の目安としてしばしば用いられる。セルシウス温度にケルビンが対応するのと同様、絶対零度を0としてカ氏温度に相当する目盛りを振ったランキン度がある。

タイトル: 沸点
液体が気体に変化する現象を、一般に気化 (vaporization) という。沸騰と蒸発はどちらも気化の一種である。液体の表面から気化が起こる現象を蒸発 (evaporation) という。それに対して、液体の表面からだけでなく、液体の内部からも気化が起こる現象を沸騰 (boiling) という。液体の内部で気化が起こると、気化した蒸気が液体の内部に気泡を生じる。蒸発では気泡は生じない。よって、液体が沸騰しているのか、それとも蒸発しているだけなのかは、気泡の発生の有無で見分けることができる。液体から気泡が絶え間なく湧き上がるように発生するなら、その液体は沸騰している。沸騰している液体の温度は、その液体の沸点にほぼ等しい。一定の外圧のもとでは純物質の沸点は物質固有の値であるので、純物質が一定の外圧のもとで穏やかに沸騰している間は、その液体の温度は一定に保たれる。

タイトル: 融点
融点を測定する際、測定系の温度に偏りがないことが重要であるので、種々の工夫が施される。まず、融点を測定する試料は微粉末に粉砕され且つ微量氷を用いることで試料内の温度の偏差を少なくすることが求められる。試料の容器としては一方の端を閉じた毛細管が用いられることがあるが、測定装置によっては2枚の顕微鏡用カバーグラスに挟み込んで容器とするものもある。また急激に温度を上昇させると試料と温度計との間に温度勾配が発生して測定誤差を生じるため融点を計測する時点での加温は毎分1°C以下の上昇率で測定することが望ましい。前述のように微粉末として調整するので、表面での乱反射により融解前の試料は不透明である。試料の外見が透明化し始めた温度を融点の下限点とし、融解しきった温度を上限点とすることが通常である。

タイトル: ライデンフロスト効果
出典によってライデンフロスト温度の定義が異なっており、の両方が混在して用いられていると推定できる。ライデンフロスト現象では高温固体の温度変化に応じた液体の蒸発時間に特異なピーク点が存在する。例えば、水では固体表面側が摂氏90度から140度付近までは滴は高温になるほど早く蒸発するがそれ以降は、140度付近から300度前後までは、温度が高いほど蒸発に時間が掛かるようになり、300度前後でピークを迎えた後は、再び温度が高いほど早く蒸発する。この300度付近にあるピークの温度は(最高となる温度の)ライデンフロスト温度と呼ばれる。ライデンフロスト現象が起こる温度は高温固体側の表面濡れ性も関係するという研究もある。ライデンフロスト温度を予測することは難しい。液滴の量を同じにしても、加熱板表面の性質、液体に含まれる不純物などによって大きく変わり得るからである。

タイトル: 温度
温度(おんど、(英: temperature)とは、温冷の度合いを表す指標である。

タイトル: 相転移
すなわち電子レンジで過熱した水の突沸や、放射線検出器の霧箱・泡箱の原理はこの第一種相転移の準安定状態に由来する。物性としての蒸発のし易さ、し難さを「揮発性」・「不揮発性」という。液体の表面張力に打ち勝つ熱運動エネルギーを持つ分子は蒸発することができる。言い換えると、蒸発する分子は液体表面への付着についての仕事関数を超える力学エネルギーをもっている。したがって蒸発は液体の温度が高かったり、表面張力が低かったりするほど早く進行する。また、理想気体あるいは理想液体では圧力に依存してその振る舞いを変えることはないが、実際の物質の場合には高圧になると気相と液相の振る舞いに相違がなくなる。その限界の転移点を「臨界点」と呼ぶ。その臨界点を超えた相の状態を超臨界状態と呼ぶ。熱的現象としては第一種相転移が進行中の一成分系は圧力が一定の場合、系の温度が一定のままでの系外への熱の放出あるいは吸収が見られる。

タイトル: 熱水
熱水(ねっすい)とは、高温の水のこと。地質学的には、地下水のうち高温のものを指すが、温度について厳密な定義はない。摂氏100度以上の場合、それが気化した水蒸気を含めることもある。特に溶存成分の多いものを熱水溶液ということもある。

タイトル: 沸点
ひとたび気泡の核が生成すると、気泡内の蒸気の分圧が飽和蒸気圧になるまで液体が気泡内に気化し、目に見える大きさにまで気泡が成長する。液体が外部から得た熱のすべてが気泡の成長に必要な気化熱として使われるなら、液体の温度は上がることも下がることもない。すなわち、液体から気泡が絶え間なく湧き上がるように発生している間は、その液体の温度は沸点にほぼ等しい。

タイトル: 等温過程
等温過程(とうおんかてい、英: isothermal process)とは、温度一定の環境下で、系をある状態から別の状態へと変化させる熱力学的な過程のことである。等温変化(とうおんへんか)とも呼ばれる。系の温度は等温過程の前後で変化しない。特に理想気体の場合は、系の内部エネルギーも等温過程の前後で変化しない。

タイトル: 華氏
カ氏度、華氏度(かしど、英語: degree Fahrenheit、記号: °F)は、数種ある温度のうちのひとつであり、1度の温度間隔がケルビンの1.8分の1 である。真水の凝固点を32 カ氏温度、沸点を212 カ氏温度とし、その間を180等分して1 カ氏度としたものである。

タイトル: 凝固
水の標準気圧での融解点は0°C付近であり、一般的には凝固点もそれに非常に近い、しかし核生成されてない水では-40°C付近までは過冷却させられる。高気圧下(2000気圧)では-70°C付近まで過冷却が可能である。

タイトル: 温度
歴史上様々な温度の定義があったが、現在の国際量体系における基本量に位置付けられる熱力学温度の定義は、温度(熱)平衡状態における系の内部エネルギーUを、体積を一定に保ってエントロピー Sで偏微分したものである。(T=∂ U/∂ S)v。現時点で、非平衡状態での温度やエントロピーの定義は、本来の意味で定義できないこともあり、途上段階である。温度は非常に計りにくい物理量の一つである。温度は統計値であるから、低密度な物体や非常に狭い範囲を対象に計測するなど、分子数が少ない場合には統計的に値が安定せず意味が無くなること、非常に大量の分子の運動状態を一個一個観測することは現在の技術では不可能であり代わりに間接計測を行っていることに起因している。

タイトル: 蒸発熱
データ集などでは、物質 1 キログラム当たりの値または物質 1 モル当たりの値が気化熱として記載されている。単位はそれぞれ kJ/kg (キロジュール毎キログラム)および kJ/mol (キロジュール毎モル)である。例えば 25 °C における水の蒸発熱は 2442 kJ/kg であり 44.0 kJ/mol である。気化熱の大きさは、同じ物質でも気化する状況により変わる。通常は、1 気圧における沸点での値か、25 °C における平衡蒸気圧での値が物質の蒸発熱としてデータ集に記載されている。例えば 1 気圧、100 °C の水の蒸発熱は 2257 kJ/kg であり、飽和水蒸気圧(32 hPa)の下での 25 °C の蒸発熱 2442 kJ/kg より1割近く減少する。固体が気化する場合は、液体とは違って、沸騰して気体になることはない。

タイトル: 蒸発
液体状態の原子あるいは分子が十分なエネルギーを得て気体の状態になる過程である。化学プロセスにおいては、混合溶液から溶剤を気化させ、溶質を濃縮、または結晶を析出する操作のこともいう。普通は、固体の場合は昇華と呼んで区別する。液体からの蒸発は沸点以下の温度で起こり、蒸気圧 が飽和蒸気圧になるまで続き、そこで液相平衡に達する。温度が沸点に達すると、液体内部からも気化(沸騰)が起こる。ちなみに、蒸発に際して、物質は周囲から潜熱(蒸発熱、または気化熱ともいう)を吸収する。液体の表面張力に打ち勝つ熱運動エネルギーを持つ分子は蒸発することができる。言い換えると、蒸発する分子は液体表面への付着についての仕事関数を超える力学的エネルギーをもっている。したがって蒸発は液体の温度が高かったり、表面張力が低かったりするほど早く進行する。

タイトル: 融点
測定装置は種々の形態のものが存在するが、最も古典的な装置は二重管式温度計に試料を詰めた毛細管を取り付けて温浴で加温する装置が使用される。二重管式温度計に毛細管を貼り付ける目的で温浴の液体として粘性の高い液体が用いられ、濃硫酸ないしはシリコンオイルが用いられることが多く、温度計先端の溜めの近傍に試料が来るように取り付ける。あるいは融点測定装置では金属のヒートブロックを使って加温し、光の透過率を測定しながら加温を調製しつつ自動的に融点を決定するものも存在する。

タイトル: 凝固
凝固(ぎょうこ、英: solidification, freezing)とは、物理、化学で液体が固体になるプロセスのこと。相転移の一つ。融解と反対の意味を示す。また、凝固が起こる温度を凝固点と呼ぶ。水の場合は氷結と言う言い方のほうが一般的である。純粋に温度変化によって固体に変化することを凍結と言う。ヘリウムを除く全ての液体が凍結することが知られており、絶対零度下でも凍結しないものは高圧をかけなければ凍結しない。多くの物体では凝固点と融点が同じ温度であるが、物によっては差が生じ、寒天は85度でとけだし、40度から31度で固まる。化学変化によってコロイド溶液がゲル化するなどして固化することや、タンパク質のコロイド溶液が凝集したり熱変性によって固まることなども凝固と呼ばれる。揚げ油を廃棄の為にゲル化剤を用いて固体にすることや、牛乳にレモンを入れるとタンパク質が沈殿することがこのことにあたる。

タイトル: 温度
温度は、化学反応において強い影響力を持つ。また、生物にはそれぞれ至適温度があり、ごく狭い範囲の温度の環境下でしか生存できない。化学や生物学における観察や実験では、基礎的な条件として温度を記録する必要があり、あるいは温度を調整することが実験を成立させる重要な条件となる。また、生物学や医学において組織や検体を冷蔵するのは、温度を下げることで化学変化の速度を抑える意味がある。

タイトル: 沸騰
液体の蒸気圧は温度の上昇と共に増加する。蒸気圧が外圧(液体の表面にかかる圧力)と等しくなると、液体内部に気泡が発生し沸騰が起こる。このときの温度を沸点という。外圧がちょうど 1 気圧のときの沸点を標準沸点という。沸点は外圧(気圧)により変わる。外圧が 1 気圧より高くなると沸点は上昇し、低くなると降下する。例えば水は 1 気圧下では約 100 °C(正確には99.974 °C)で沸点に達するが、気圧の低い富士山頂では約 90 °Cで沸騰する。この原理は圧力鍋での調理、火力発電や原子力発電などにおいて応用されている。不揮発性の物質(気体になりにくい物質)を液体に溶解させると沸点が上昇する。これは沸点上昇と呼ばれる。