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: 融解
融解(ゆうかい、英: melting)とは、物理学で固体が液体に変化すること。また、そうさせるために加熱することである。固体が液体に変化する温度を融点、液体に変化した物質の状態を液相という。

タイトル: 融点
融点(ゆうてん、独: Schmelzpunkt、仏: point de fusion、英: melting point)とは、固体が融解し液体になる時の温度のことをいう。ヒステリシスが無い場合には凝固点(液体が固体になる時の温度)と一致する。また、三重点すなわち平衡蒸気圧下の融点は物質固有の値を取り、不純物が含まれている場合は凝固点降下により融点が低下することから物質を同定したり、純度を確認したりする手段として用いられる。熱的に不安定な物質は溶融と共に分解反応が生じる場合もある。その場合の温度は分解点と呼ばれる場合があり、融点に(分解)と併記されることがある

タイトル: 液体
液体は、固体と気体と並んで物質の三態の一つである。物質内の原子あるいは分子の結合する力が熱振動(格子振動)よりも弱くなった状態であり、構成する粒子が互いの位置関係を拘束しないために自由に移動することができ、いわゆる流体の状態となる。このような状態を物質が液相であるという。臨界圧力以下ならば、物質ごとに決まった温度で固体から液体へ構造相転移(一次相転移)する。この固体から液体への転移温度が融点である。また、一定の圧力のまま更に温度を上げると分子の振動が強まって分子間の距離が大きくなり、(過熱が起きない場合)ある定まった温度で飽和蒸気圧がその圧力に達し、液体内部から気体が発生する。この時の転移温度が、沸点である。逆に温度を下げれば、気体→(液化)→液体→(凝固)→固体となる。過冷却が起きない限り、凝固点は融点と等しい。但し、融点、沸点は、圧力など外的条件の影響により変化する。

タイトル: 凝固点
凝固点(ぎょうこてん、(英: freezing point)とは、液体が凝固し固化する温度のことを言い、相転移点の一種である。なお、水が凍る温度のことは氷点(ひょうてん)とも言う。ヒステリシスが無い場合には融点(固体が融解する温度)と一致する。

タイトル: 融点
水の融点を氷点という。気圧や水に含まれる不純物によって変化するが、厳密にはセルシウス度0°Cではなく、0.002 519°C であり、絶対温度で表すと273.152 519 ケルビン (K)である(水#水の性質を参照)。広義には、水が凝固する温度点の意味でも用いられる。この境界を跨いで温度が変化することで、水分の多い地球上の自然現象や生態系に様々な影響を及ぼすことから、温度の指標として重要なもののひとつである。氷点以下の温度を氷点下という。

タイトル: 物質の状態
例えば、鉄は912°C以下では体心立方格子構造をとるが、912°Cから1394°Cでは面心立方格子構造をとる。氷には、温度や圧力によって15の異なった結晶形が知られている。温度と圧力が一定なら、体積は一定である。固体が融点以上まで加熱されると、液体に変化する。分子間力は残ったままであるが、分子は互いに影響しあったまま動くのに十分なエネルギーを持ち、構造は変わる。これは、液体の形は一定ではなく容器に応じて変わるということを意味している。ミクロに見れば、物質を構成する原子や分子の相対位置は自由に変化できるが、原子や分子の間の距離はほとんど変化できない状態である。力学的に言えば、剛性率は零だが体積圧縮率は固体と同程度に小さい。体積は通常は固体状態よりも大きいが、この著名な例外として水がある。ある液体が存在しうる最も高い温度を臨界温度という。

タイトル: ガラス転移点
多くの物質ではガラス転移点より高温に融点が存在し、ガラス転移点と融点との間の温度の液体状態は過冷却状態ということになる。それゆえこの温度範囲の液体は平衡的には結晶よりも不安定な準安定状態であるが、結晶化速度が遅かったり結晶核などがないと結晶化のエネルギー障壁が高かったりするために、液体状態を保っている。融点のみ持ちガラス転移点を持たない物質もあれば、ガラス転移点のみを持ち融点を持たない物質もある。

タイトル: 沸点
沸騰は、沸点より低い温度では決して起こらない。それに対して蒸発は、沸点より低い温度でも起こる。水に濡れた食器や衣服が 100 °C よりも低い温度で乾くのは、水が沸騰するからではなく、水が蒸発するからである。蒸発は沸点より低い温度でも起こるので、沸点を「液体が蒸発して気体に変化するときの温度」と解釈するのは誤りで、「液体が沸騰して気体に変化するときの温度」と解釈するのが正しい。これは、融点を「固体が溶解して液体に変化するときの温度」と解釈するのが誤りで、「固体が融解して液体に変化するときの温度」と解釈するのが正しいのと似ている。

タイトル: 液体
沸点未満の温度では、どんな液相の物体も平衡状態になるまで蒸発する。平衡状態に達すると液体の蒸発と気体の凝縮が同じ速度で起きるようになる。したがって、蒸発した気体を継続的に取り去ると液体は最終的には全て蒸発してしまう。沸点に達すると液体はさらに急速に蒸発するようになる。沸点に達した液体は沸騰するのが普通だが、条件によっては過熱状態になる。凝固点以下の温度では、液体は凝固し固体となる。蒸発と凝縮の場合とは異なり、常圧下では平衡状態にはならない。過冷却がおきない限り、液体は最終的には完全に固体となる。ただし常圧でない場合は必ずしもそうではなく、例えば水と氷を密閉された圧力容器に入れると、固相と液相が混在した平衡状態となることもある。

タイトル: 沸点
沸点(ふってん、英語: boiling point)とは、液体の飽和蒸気圧が外圧と等しくなる温度である。沸騰点または沸騰温度(英語: boiling temperature)ともいう。沸騰している液体の温度は、沸点にほぼ等しい。純物質の沸点は、一定の外圧のもとでは、その物質に固有の値となる。例えば外圧が 1.00 気圧 のときの水の沸点は 100.0 °C であり、酸素の沸点は −183.0 °C である。外圧が変われば同じ液体でも沸点は変わる。一般に、外圧が高くなると沸点は上がり、低くなると沸点は下がる。例えば外圧が 2.00 気圧になると水の沸点は 120.6 °C まで上昇し、外圧が 0.64 気圧になると 87.9 °C まで降下する。外圧を指定しないで単に沸点というときには、1 気圧すなわち 101325Pa のときの沸点を指していうことが多い。

タイトル: 露点温度
露点温度(ろてんおんど、英: dew point)とは、気体を冷却していくとき結露(dew)、すなわち凝結(condensation)が起こる温度。これは結果的には、空気が水と平衡状態にあり飽和している温度である。セルシウス度( °C )あるいは、他の温度単位(例えば、米国では華氏( °F) )で表される。

タイトル: 蒸発熱
同じ液体でも気化する温度が高くなると、蒸発熱は小さくなる。例えば 25 °C の水の蒸発熱 44.0 kJ/mol は、100 °C では1割近く減少して 40.6 kJ/mol となる。そのためデータ集などでは、蒸発熱に温度が併記されている。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記載されている。蒸発熱の変化量はキルヒホッフの法則に従って温度差にほぼ比例するので、沸点の高い液体では沸点における蒸発熱と 25 °C における蒸発熱の差は無視できないほど大きくなる。例えばドデカンでは、沸点 216 °C における蒸発熱は 44 kJ/mol であり、25 °C における蒸発熱 62 kJ/mol の7割程度にまで小さくなる。

タイトル: 流動点
流動点(りゅうどうてん、英語: pour point)とは主に石油分野、潤滑油分野で用いられる液体の低温流動性を示す数値。凝固する直前の温度となる。

タイトル: 蒸発熱
水以外のほかの物質でも事情は同じである。大気圧下 25 °C で空気に接している液体が空気中に蒸発する際の蒸発熱は、蒸気分子の解離や会合が起こらなければ、データ集に記載されている 25 °C の平衡蒸気圧の下での純粋な液体の蒸発熱に事実上等しい。固体が空気中に昇華する際の昇華熱についても同様である。

タイトル: 融解熱
融解熱(ゆうかいねつ)は一定の量の物質が固体から液体に相転移する時に必要な熱量(潜熱)である。凝固熱と等しい。単位はJ/gまたはJ/molである。ジュールについては、主にkJ として用いることが多い。氷の融解熱は333.6 kJ/kgである。また、融解熱は0°Cの氷1gを水にするときに必要となる熱量のことを指す。

タイトル: 過冷却
物質は一般的に固体・液体・気体の三つの相を持ち、それらは温度と圧力の影響の元で決定される。詳細は相転移を参照されたいが、おおよそ温度が下がるにつれて 気体→液体→固体 へと変化し、その変化する温度は沸点・融点(凝固点)と呼ばれて物質の特性とされる。しかし、現実にはこれに合わない例が往々にして出現する。液体を構成する分子が結晶化過程(第一種相転移)に移行するためには、物理的刺激によって核となる微小な相を生成させる必要があるが、過冷却においては微小相の発達が不十分で、相転移が行われない。このため極めて平静な、安定した状況で発生しやすい。

タイトル: 温度
二つの物体の温度の高低は温度的な接触(thermal contact)によりエネルギーが移動する方向によって定義される。すなわち温度とはエネルギーが自然に移動していく方向を示す指標であるといえる。標準的には、接触によりエネルギーが流出する側の温度が高く、エネルギーが流入する側の温度が低いように定められる。接触させてもエネルギーの移動が起こらない場合は二つの物体の温度が等しい。この状態を温度平衡(熱平衡)と呼ぶ。マクスウエルは、気体の温度は分子の乱雑な並進運動エネルギ―の平均値のみによって決まる。ただし、液体または固体状態にある物体に対する同様な結果は現在のところ確立されるにいたっいないと述べていた。最近、五十嵐は液体や固体に対しても成り立つ温度の定義を提案している。

タイトル: 蒸発熱
気体が液体に変化するときに放出される凝縮熱(ぎょうしゅくねつ、英語: heat of condensation)の値は、同じ温度と同じ圧力の蒸発熱の値に符号も含めて等しい。物質量(mol)当たりの蒸発熱は、液体中で分子の間に働く引力に、分子が打ち勝つためのエネルギーであると解釈される。

タイトル: 過熱 (相転移)
過熱(かねつ)とは、物質の相変化において、状態変化するべき温度以上でも変化しないでいる状態である。例えば、液体が加熱され、沸点に達しても沸騰せずに液相を保つ状態をいう。水であれば、100°Cを超えても沸騰しない状態を指す。第一種相転移での、準安定状態となる。過熱の逆の現象が過冷却である。一般的には、物質は固体・液体・気体という三つの相を持ち、どの相となるかは温度、圧力によって決まる。基本的に相は温度が上がるにつれ固体→液体→気体という変化を呈し、その変化する温度をそれぞれ融点、沸点という。しかし、場合によってはその転移点に達しても変化しない場合がある。例えば液体をゆっくり加熱していき、沸点を超えたのち振動や不純物の混入などの衝撃を加えると、いきなり沸騰する現象が起こる(突沸)。日常的な場面では、水を電子レンジで温めていくと、突然沸騰し水が飛び出すことがある。

タイトル: 室温
化学において、「室温」とは外部系から加熱も冷却もしていない状態のことを指す。化学反応において反応熱により反応系中の温度が変化しうるが、外部から熱を加えたり冷却しない限りは室温中の反応と称される場合が多い。同じ室温条件下であっても、温度が異なる場合がありうる。例えば室温における物質の三態は条件により異なる。日本では酢酸(融点16.7°C)は室温で液体であることが多く、教科書的には「酢酸は液体」と著される。一方で寒冷地では室温で固体である場合も多い。生物学や薬学などに置いても、特に基礎研究においては「室温」で実験が行われることがある。この場合、恒温動物の体温より10°C程度低く、それに伴い反応速度も遅くなる。「室温」といった場合、特定の温度が指定されているわけでもなく、研究室および季節によってその温度はまちまちであるが、その値を実際に計測し論文に書くことはあまりない。

タイトル: 氷点下
氷点下(ひょうてんか)は、氷点(水の凝固点・氷の融点)よりも低い温度である。常圧での水の融点は 273.152519 K、すなわち 0.002519 °C であり(水の性質を参照)、この温度以下を零下(れいか)とも呼ぶ。実用上は0 °Cをもって融点とし、「マイナス」を「氷点下」に置き換えて、例えば「−10 °C」を「氷点下10度」のように言う。華氏度においては、32°Fが氷の融点となることから、32°Fから華氏度の値を引いて、例えば「22°F」を「氷点下10度」(10 degrees of frost)のように言う。氷点は水に含まれる不純物の種類や量によって容易に変化することから、広義では単に水が凝固する温度点の意味で用いられる。

タイトル: 熱力学第零法則
氷点あるいは沸点の水と温度計(例えば水銀柱)とが熱平衡にある点を基準として、セルシウス度、華氏などの温度が定義された。

タイトル: 沸点
臨界圧力より高い圧力の下で液体を加熱し続けると、相転移することなく、超臨界流体と呼ばれる状態になる。

タイトル: 融解
T {\displaystyle T} は融点、 Δ S {\displaystyle \Delta S} は融解のエントロピーの変化、 Δ H {\displaystyle \Delta H} は融解のエンタルピーの変化を示す。融解とは逆に液体が固体に変化することは凝固もしくは固化といい、通常融点と凝固点は同じである。

タイトル: 氷点下
水が液体から固体へ状態変化する温度の境界線より低い状態であり、この境界を跨いで温度が変化することで水分の多い地球上の自然現象や生態系に様々な影響を及ぼすことから、一つの温度の指標として重要なものとなっている。

タイトル: 水蒸気
0006112 MPa; 0.006032 atm) である。水の三重点は国際単位系の温度定義の基準点に用いられている。三重点の水をさらに冷却すると、水が氷に変化(凝固)し、水がなくなると温度と圧力が再び低下し始め、蒸気が氷に変化(固体と気体間の状態変化を総じて昇華という)する。液体の水は、三重点と臨界点の間の限られた圧力範囲で存在することになる。これらの事がらは、水に限らず一般の物質に共通した性質である。

タイトル: 融解
上記の意味から派生して、ペプチドや核酸など特定の2次構造を持つ生体高分子において、ある温度まで加熱するとその2次構造がほどけるとき、その温度を融解温度 (Tm) と呼ぶ。

タイトル: 臨界点
これは液相と気相の二相が平衡状態で境界面がある状態から、二相の密度が等しくなりその境界面がなくなる状態に変化することを意味している。また臨界点では、密度だけでなく、他の示強性の状態量も等しくなる。そのため、気-液境界線上の気相と液相のモルエンタルピー(または比エンタルピー)の差として定義される気化熱は、臨界点で 0 となる。すなわち蒸気圧曲線の右端の点は、気化熱が 0 となる点である。臨界温度以下の気体を蒸気と呼ぶ。純物質の蒸気は等温的に圧縮すると相転移を起こして液化する。物質の温度と圧力を共に臨界点以上にすると、液体と気体の区別がつかない状態になる。この状態の流体を超臨界流体と呼ぶ。相図上で、臨界点を迂回する形で物質の状態を変化させると、密度が連続的に変化するような、蒸気⇔液体の変化が可能である。

タイトル: 融解
固体の温度を融点まで上昇させるためには熱エネルギーを要する。さらに固体が液体に変化する過程自体にも熱エネルギーが必要とされるが、これは融解熱(潜熱)により液体そのものの中にエネルギーが吸収されるためである。熱力学的には、融点では物質のエンタルピーとエントロピーは増大するため、ギブス自由エネルギーの変化はゼロとなっている。融点は圧力によって変化する。融解は液体のギブス自由エネルギーが同じ物質からなる固体のギブス自由エネルギーよりも低いときに生じ、次の式で表される。mΔ S = Δ H T {\displaystyle \Delta S={\frac {\Delta H}{T}}}

タイトル: ガラス転移点
液体をある有限の速さで冷却していくと結晶化せずに過冷却液体になる。さらに冷却を続けると結晶化することもあるが、多くの場合は準安定なアモルファスな固体、すなわちガラスになる。この過冷却液体からガラスに移り変わることをガラス転移という。固体の結晶を加熱してゆくと融点で液体に変わり始め、固体と液体が共存する間は温度が融点に維持され、固体が全て液体に変わると、またその温度が上昇してゆく。だが非晶質の固体を加熱した場合は、低温では結晶なみに堅く(剛性率が大きく)流動性がなかった(粘度が測定不可能なほど大きかった)固体が、ある狭い温度範囲で急速に剛性と粘度が低下し流動性が増す。このような温度がガラス転移点である。ガラス転移点より低温の非晶質状態をガラス状態といい、ガラス転移点より高温では物質は液体またはゴム状態となる。

タイトル: 凝固点降下
凝固点降下(ぎょうこてんこうか、(英: freezing-point depression)とは、液相にのみ溶け固相には溶解しない溶質を溶媒に溶かすと、溶媒の凝固点が低くなる現象のことである。たとえば純粋な水は0°Cで凍るが、食塩水や砂糖水はさらに低い温度まで液体として存在する。飽和食塩水(食塩濃度25%の食塩水)であればその食塩水は−22°Cになってはじめて凍る。希薄溶液における凝固点降下は熱力学的にはつぎの式に従う。温度変化の幅は、溶質の種類によらず、その体積モル濃度と溶媒の熱力学的性質のみで決まることから、沸点上昇と並んで束一的性質と呼ばれる。

タイトル: セルシウス度
なお、現在の国際温度目盛(ITS-90)では、標準気圧(101.325 kPa)下の水の凝固点と沸点は厳密には 0 °C、100 °C ではなく、それぞれ 0.002519 °C、99.9743 °C である(水の性質#融点、水の性質#沸点を参照)。