水を入れたコップに造花の花を入れ、放っておいたら水が少し減っていました。まるで、花が水を吸ったみたいです。しかし、つくりものの花が水を吸うことはありません。
水が減ったのは蒸発したためです。では、蒸発はどうして起きるのでしょうか。
どんな物質も分子という小さな粒がたくさん集まってできています。
分子ひとつは、とても小さくて、虫めがねでも見ることはできません。しかし、たくさん集まると見えるようになります。
例えると・・・
ふとんをたたくと、ホコリがでますが、ホコリのひとつひとつは、あまり見えません。
しかし、部屋のすみなどにたくさん集まったホコリは見えます。分子もこれと同じようなイメージで考えましょう。
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これが、水の分子１つのモデルです。 小さいので直接見ることはできません。 |
分子の大きさはどのくらいでしょうか。
ホコリとは比べものにならないほど、分子は小さく、顕微鏡を使ってもそのひとつひとつを見ることはできません。
小さじ１杯(5mL)の水に水の分子は、およそ170,000,000,000,000,000,000,000個含まれている計算になるので、1粒がいかに小さいか想像できるでしょう。
空気のようなものは気体。水のようなものは液体。固まっているものは固体と呼びます。また、水は常温では液体という状態ですが、簡単に固体(氷)にも気体(水蒸気)にも変化します。これを状態変化と言います。
水や氷はたくさんの水の分子がぎゅっと集まっていて分子と分子の距離が近いので、見えます。
しかし、気体の水蒸気になると、分子と分子のあいだが離れて、目では見えなくなります。
私たちのまわりの空気の中にも水蒸気が含まれています。「湿度が高い」とか「湿気が多い」と言いますが、これは、空気中に水蒸気が多く含まれているということです。
水も水蒸気も氷も同じ水の分子でできています。では、何が違うのかというと・・・
（１）分子の集まり具合
●氷・・・分子はぎゅっと集まっていて、自由に動き回ることができない。
●水・・・集まっているが、自由に動き回ることができる。
●水蒸気・・・分子と分子の間が大きく離れていて、激しく運動している。
（２）分子の動く速さ
温度が高くなると、分子の動く速さが速くなります。同じ水でも温度が高いお湯になるほど分子は速く動いてます。これを熱運動といいます。
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固体の状態（氷） 分子は動き回れない |
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液体の状態（水） 分子は自由に動き回る |
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気体の状態（水蒸気） 分子と分子の間は離れていて 激しく運動している。 |
コップの中の水の分子は、それぞれ活発に動き回っています。
水面近くの分子はその勢いで、空気中に飛び出します。これが、「蒸発」です。
温度が高いほど，分子の速さが速いので、より多くの分子が水面から飛び出ます。つまり蒸発が盛んで、水が少なくなるのも早いのです。
また、一定の体積の空気には、「もうこれ以上水蒸気を含むことができない」という量が決まっています。
これを「飽和水蒸気量(ほうわすいじょうきりょう)」といいます。
よって、空気に含まれる水蒸気がある程度多くなると、それ以上蒸発できなくなります。
たとえば、ラップなどでコップの口をおおうと水はほとんど蒸発せず、水が減らなくなります。
お風呂の湯気ややかんの口からでる湯気は水蒸気ではないのでしょうか。
目で白く見えるということは、水蒸気ではありません。水滴と呼び、これは液体です。
温度が高いお湯は激しく蒸発が起きます。でも、お湯から飛び出た高温の蒸気は、急に冷やされて水滴にもどるのです。
しかし、空気中に広がっていくと、水蒸気になって見えなくなってしまいます。