質問: 氷について 氷が水になる(融解)仕組みを、温度、圧力、熱運動、分子間力の4つの語句を使って説明して下さい。お願いします。
回答: 試験? まず温度ですが、熱運動の動きの激しさを温度と言います。 まず水分子ですが、分子間力で結合していますが、そのなかでも水素原子と酸素原子が特異的に示す水素結合で結合しています。 その水分子はいびつな形をしています。 そして、固体の状態は熱運動が鈍くなり分子が動かなくなり、お互いの分子が分子間力で強固に結合している状態となります。 また、これは1気圧の場合であって、この分子を抑える圧力がなくなれば、水分子は自由となり気体となります。 これを昇華と言います。 さて水になる仕組みですが、液体は固体と気体の中間です、液体は密度は固体に近く、特性は気体に近いものになります。 分子が分子間力などによってまだ結合している状態ではあるが、動きが激しくなっている状態となります。 気体は、分子がお互いの熱運動が高まり、結合せずに自由に運動できる状態です。 また通常、密度は固体のほうが液体より高いですが、 上述のとおり水の分子がいびつな形のため自由に動ける液体のほうが密度が大きくなるという逆転現象が起きます。 さて、地球の1気圧下において、一定の圧力で固体として抑えられていた水分子ですが、0度になると熱運動が激しくなり固体を維持できなくなります。これが融解です。 この温度のことをセ氏0度と定義しています。