一次相転移

「そして、以前の講義で話したけど、熱の正体は物質を構成する原子、分子の振動だ。分子は熱によって振動……つまり動くわけだから、運動エネルギーを持つ。これは逆に、分子をバラバラにしようとするエネルギーだね」

「ああ、そう言えばそんな話、されてましたね」

「覚えていてくれたか。そう、自由エネルギーはこの二つのせめぎ合いだと思ってもらえばいい。そして、ここで重要になるのが、温度だ。温度が低い場合は熱による運動エネルギーが結合エネルギーに比べて小さいから、分子は固く寄り集まっている。つまり固体の状態だ。だが、温度が上がってくると熱のエネルギーが大きくなって分子の振動が激しくなり、バラバラになろうとする。つまり、高温でも固体のままでいるにはかなりのエネルギーが必要になるわけだ」

「なるほど」

「そこで、温度が融点に達すると、固体は液体に『変身』する。液体は固体よりも分子同士の結合が緩い。だから自由に形を変えられるわけだね。ってことは、温度が上がっても固体よりもその状態を保つエネルギーは小さくていい。と言っても限界はあってね、さらにどんどん温度が上がると、やっぱり液体の状態を保つのが難しくなる。そこで、温度が沸点を越えると……」