昇華 (化学)と氷晶核

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昇華 (化学)と氷晶核の違い

昇華 (化学) vs. 氷晶核

昇華（しょうか、sublimation）は元素や化合物が液体を経ずに固体から気体、または気体から固体へと相転移する現象。後者については凝華（ぎょうか）とも。温度と圧力の交点が三重点より下へ来た場合に起こる。 標準圧では、ほとんどの化合物と元素が温度変化により固体、液体、気体の三態間を相転移する性質を持つ。この状態においては、固体から気体へと相転移する場合、中間の状態である液体を経る必要がある。 しかし、一部の化合物と元素は一定の圧力下において、固体と気体間を直接に相転移する。相転移に影響する圧力は系全体の圧力ではなく、物質各々の蒸気圧である。 日本語においては、昇華という用語は主に固体から気体への変化を指すが、気体から固体への変化を指すこともある。また気体から固体への変化を特に凝固と呼ぶこともあるが、これは液体から固体への変化を指す用語として使われることが多い。英語では sublimation が使われるが、気体から固体への変化を特に deposition と呼ぶこともある。. 気象学における氷晶核（ひょうしょうかく、ice nuclei）は、大気から雲が生成されるとき、気体の水蒸気から固体の氷に昇華するとき、あるいは液体の水から固体の氷に凝固するときに核（昇華核・凝固核）として働く微粒子のこと。雲核の1種。 植物学や生物学において、凍結の際に核となる物質を指して言う場合もある。ここでは気象学における氷晶核について扱う。 そのほとんどが、大気中に浮遊するエアロゾル（エーロゾル）である。凝結核のほとんどは、半径0.08μm(マイクロメートル)～0.1μm以上のエアロゾルである。 自然の大気においては、凝結核に比べると氷晶核の数（密度）は極端に少ない。そのため、無数の雲粒の中で氷晶になるのはごくわずかである。他の雲粒は0℃以下であっても過冷却の水滴であり、氷晶はこの水滴を蒸発・昇華させて成長する（ライミング）。また、気温が低くなるほど氷晶になる雲粒の数が増え、-40度くらいではほぼすべてが氷晶になる。これは、過冷却の水滴が氷晶核なしでも凍結し始めるためである。 氷晶核は4種類に分けられる。後者3つをまとめて凍結核という場合もある。.

凝固

凝固（ぎょうこ、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よ。.

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固体

固体インスリンの単結晶形態 固体（こたい、solid）は物質の状態の一つ。固体内の原子は互いに強く結合しており、規則的な幾何学的格子状に並ぶ場合（金属や通常の氷などの結晶）と、不規則に並ぶ場合（ガラスなどのアモルファス）がある。 液体や気体と比較して、変形あるいは体積変化が非常に小さい。変形が全く起こらない剛体は理想化された固体の一つである。連続体力学においては、固体は静止状態においてもせん断応力の発生する物体と捉えられる。液体のように容器の形に合わせて流動することがなく、気体のように拡散して容器全体を占めることもない。 固体を扱う物理学は固体物理学と呼ばれ、物性物理学の一分野である。また物質科学はそもそも、強度や相変化といった固体の性質を扱う学問であり、固体物理学と重なる部分が多い。さらに固体化学の領域もこれらの学問と重なるが、特に新しい物質の開発（化学合成）に重点が置かれている。 今まで知られている最も軽い固体はエアロゲルであり、そのうち最も軽いものでは密度は約 1.9 mg/cm3 と水の密度の530分の1程度である。.

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蒸発

蒸発（じょうはつ、英語：evaporation）とは、液体の表面から気化が起こる現象のことである。常温でも蒸発するガソリンなどの液体については、揮発（きはつ）と呼ばれることもある。.

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氷

氷（冰、こおり）とは、固体の状態にある水のこと。 なお、天文学では宇宙空間に存在する一酸化炭素や二酸化炭素、メタンなど水以外の低分子物質の固体をも氷（誤解を避けるためには「○○の氷」）と呼ぶこともある。また惑星科学では、天王星や海王星の内部に存在する高温高密度の水やアンモニアの液体のことを氷と呼ぶことがある。さらに日常語でも、固体の二酸化炭素をドライアイスと呼ぶ。しかしこの記事では、水の固体を扱う。.

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気体

気体（きたい、gas）とは、物質の状態のひとつであり岩波書店『広辞苑』 第6版 「気体」、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のこと。 「ガス体」とも。.

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