【理科のコツ】固体・液体・気体
テーマ：固体・液体・気体と状態変化
固体・液体・気体と状態変化──物質の三態をイメージで理解する
氷・水・水蒸気。見た目は違っても中身はすべて「水」です。
このページでは、物質の三態（固体・液体・気体）と
融解・蒸発・昇華・過冷却・吸熱反応といった大事なキーワードを、
動画と図・まとめ表・クイズで整理します。
動画で学ぶ：固体・液体・気体と状態変化
まずは動画で、物質の三態と状態変化のイメージをつかみましょう。
氷・水・水蒸気の変化を「分子の動き」に注目しながら見ると、理解がぐっと楽になります。
物質の三態とは？──固体・液体・気体のイメージ
物質はふつう、固体・液体・気体のいずれかの状態（これを「三態」と呼ぶ）をとります。
違いのポイントは、分子（原子）の並び方と動き方です。
-
固体
分子が規則正しく整列していて、カチッとした状態。
例：氷、氷砂糖、金属のかたまり など。 -
液体
分子がゆるくつながりながら動き回る状態。
「チャパチャパ」したイメージで、形は変わるが体積はほぼ一定。
例：水、油、アルコール など。 -
気体
分子同士のつながりがほとんどなく、自由に飛び回る状態。
「一匹オオカミ」のように広い空間を動き回る。
例：空気、水蒸気、酸素 など。
水を例にした三態のイメージ
- 氷（固体）：整列した分子でカチッとした状態。
- 水（液体）：休み時間のように、くっついたり離れたりしながら動き回る状態。
- 水蒸気（気体）：とても元気に飛び回る、自由な状態。
この「分子の動き」のイメージを持っておくと、あとで習う状態変化や熱の出入りも理解しやすくなります。
状態変化の名前を整理しよう
固体・液体・気体の間を行き来する変化には、それぞれ名前（用語）が決まっています。
水を例にすると、次のようになります。
| 状態変化 | 向き | 水の具体例 |
|---|---|---|
| 融解 | 固体 → 液体 | 氷が溶けて水になる |
| 凝固 | 液体 → 固体 | 水を冷やして氷になる |
| 蒸発（沸騰を含む） | 液体 → 気体 | 水が蒸発して水蒸気になる |
| 凝縮 | 気体 → 液体 | 水蒸気が冷えて水滴になる（コップの外側の水滴など） |
| 昇華 | 固体 ↔ 気体 | ドライアイス（固体 CO₂）がいきなり気体になる など |
どの向きの変化かを矢印つきでノートに図にしておくと、用語問題に強くなります。
湯気と水蒸気／氷と水・過冷却
湯気と水蒸気の違いに注意！
やかんからモクモク出ている「湯気」は、実は液体の水の粒です。
白く見えているのは、細かい水の粒に光が反射しているからです。
- 水蒸気：気体の水。目には見えない。
- 湯気：冷えて液体の水滴になったもの。白く見える。
- やかんの口のすぐ近くの透明な部分は高温の水蒸気なので、絶対に触らない。
氷と水が混ざっているときの温度
水は0℃で凍り始めます。20℃くらいの水を冷やしていくと、
一度0℃になり、氷と水が混ざっているあいだは温度がずっと0℃のままです。
- 水が氷になるとき、温度を下げるエネルギーが「状態を変えるため」に使われる。
- そのあいだは、温度計の値がしばらく変わらない。
- 氷になりきったあと、はじめて0℃より下がっていく。
このような「氷と水が混在しているとき温度が変わらない」という現象は、グラフ問題でもよく出題されます。
温度がしばらく横ばいになっている部分が、氷と水が同時に存在しているところです。
過冷却（かれいきゃく）という現象
特別な条件では、水が0℃より低い温度でも液体のまま存在することがあります。
これを過冷却と言います（高校化学レベルの内容ですが、入試問題で名前が出ることがあります）。
- 見かけはふつうの水だが、温度は0℃より下。
- ちょっとしたきっかけ（衝撃など）で、一気に氷になることがある。
- 問題文に「過冷却」という語が出たら、説明をよく読むこと。
寒剤と吸熱反応──塩＋氷でキンキンに冷える理由
アイスクリームづくりなどで登場する、「氷＋食塩」の組み合わせは代表的な寒剤です。
- 氷と水に食塩を加えると、食塩が水に溶けるときに周りの熱をうばう（吸熱反応）が起こる。
- その結果、水の温度がどんどん下がり、0℃より低い温度まで「キンキンに冷やす」ことができる。
- この性質を利用して、アイスクリームなどを短時間で冷やし固める。
「溶けるときに熱をうばう」という考え方は、高校化学にもつながる重要なテーマです。
中学受験レベルでは、食塩が溶けるときは周囲を冷やす＝吸熱反応と押さえておきましょう。
固体・液体・気体と状態変化のまとめ
| ポイント | 内容 |
|---|---|
| 物質の三態 |
– 固体：分子が規則正しく整列している – 液体：分子が自由に動きつつまとまりを持つ – 気体：分子が自由に飛び回る |
| 状態変化 |
– 融解：固体 → 液体 – 蒸発：液体 → 気体 – 凝固：液体 → 固体 – 凝縮：気体 → 液体 – 昇華：固体 ↔ 気体 |
| 重要概念 |
– 水蒸気：気体の水、目に見えない – 湯気：液体の水の粒 – 氷水の状態：氷と水が混在する時、温度は0℃のまま変化しない – 過冷却：氷点以下で液体状態が維持される特殊な現象 |
| 吸熱反応 | – 食塩が水に溶ける時、周囲の熱を吸収して温度を下げる |
「どの状態か」「どの向きの変化か」「熱は出入りしているか」をセットで整理しておくと、
グラフ問題や文章題に強くなります。
理解度チェッククイズ（10問）
固体・液体・気体と状態変化がしっかり整理できたか、クイズで確認してみましょう。
各問題の「正解を見る」ボタンをクリックすると解答が表示されます。
| 問題 | 選択肢 | 正解を見る |
|---|---|---|
| 1. 固体の特徴として正しいものはどれ？ |
A. 分子が規則正しく並んでいる B. 分子が自由に動き回る C. 分子が完全に静止している D. 分子が個々に分かれている |
|
| 2. 気体の分子の動きは？ |
A. 規則正しく動く B. 他の分子と結合する C. 自由に飛び回る D. 固定された位置に留まる |
|
| 3. 湯気の正体は何か？ |
A. 気体の水 B. 液体の水粒 C. 固体の水 D. 気体と固体の混合物 |
|
| 4. 水の融解温度は？ |
A. -10℃ B. 0℃ C. 20℃ D. 100℃ |
|
| 5. 昇華はどの状態変化を指す？ |
A. 液体 → 気体 B. 固体 → 気体 C. 液体 → 固体 D. 気体 → 液体 |
|
| 6. 過冷却状態とは？ |
A. 水が沸騰している状態 B. 氷点以下で液体が維持される状態 C. 水蒸気が凝縮する状態 D. 固体が溶ける状態 |
|
| 7. 食塩を水に溶かす時に発生する反応は？ |
A. 放熱反応 B. 吸熱反応 C. 化学反応 D. 電解反応 |
|
| 8. 氷と水が混在する時の温度は？ |
A. -5℃ B. 0℃ C. 10℃ D. 100℃ |
|
| 9. 液体が気体になる現象は？ |
A. 凝縮 B. 蒸発 C. 凝固 D. 融解 |
|
| 10. 湯気に含まれる物質は？ |
A. 酸素 B. 二酸化炭素 C. 水の粒 D. 塩素 |
まとめ──「分子の動き」と「熱の出入り」で三態をイメージしよう
- 固体・液体・気体の違いは、分子の並び方と動き方で考える。
- 状態が変わるときには熱の出入りがあり、融解・凝固・蒸発・凝縮・昇華などの用語で表される。
- 湯気は液体の水の粒、水蒸気は目に見えない気体の水という違いに注意。
- 氷と水が同時にあるときは、温度が0℃でしばらく一定になる。
- 食塩が溶けるときの吸熱反応は、アイスづくりなど身近な現象にも関係している。
三態と状態変化は、グラフ・文章・実験結果など、さまざまな形で入試問題に登場します。
このページの内容を土台にして、教科書や問題集の例題にも触れていきましょう。
三態・状態変化を「言葉」と「グラフ」で説明できるようにしよう
固体・液体・気体の違いや、融解・蒸発・昇華・過冷却・吸熱反応などのキーワードは、
ただ覚えるだけでなく、自分の言葉で説明できるかが合否を分けます。
このページのまとめ表・クイズを使って、友だちや家族に教えられるレベルを目指しましょう。
- ノートに「三態の図＋状態変化の矢印」を自分の言葉で書いてみる。
- 湯気・水蒸気・氷水・寒剤など、身の回りの現象と結びつけて説明してみる。
- 模試や過去問のグラフ問題で、どの部分がどの状態かを読み取る練習をする。
