固体

物質は、温度や圧力によって固体、液体、気体と姿を変えます。通常、固体は温められると液体になり、さらに温められると気体になります。しかし、中には固体から直接気体になる、特別な変化を見せる物質もあります。これを昇華といいます。 私たちの身の回りにも、昇華する物質はいくつか存在します。例えば、洋服ダンスの防虫剤に使われる樟脳（しょうのう）は、固体のまま小さくなります。これは、樟脳が空気中に昇華しているためです。樟脳は独特の強い香りを持ちますが、この香りが昇華によって空気中に広がり、衣類を虫から守ってくれます。また、お祭りやイベント会場などで白い煙を発生させるドライアイスも、昇華を利用しています。ドライアイスは二酸化炭素を固体にしたもので、常温では固体から気体の二酸化炭素に直接変化します。この時に発生する白い煙は、空気中の水分が冷やされて小さな水滴になったものです。二酸化炭素自体は無色透明なので、目には見えません。 昇華は、物質の種類によって起こる温度や圧力が異なります。樟脳は常温常圧でも昇華しますが、ドライアイスは大気圧では-78.5度以下でないと固体として存在できません。つまり、私たちが普段目にするドライアイスは常に昇華している状態なのです。昇華する物質は、固体から液体に変化するのに必要な熱エネルギーよりも、固体から気体に変化するのに必要な熱エネルギーの方が少ないという特徴があります。このため、特定の温度と圧力下では、液体を経由せずに固体から直接気体へと変化するのです。 昇華は、私たちの生活に役立っているだけでなく、科学の分野でも重要な役割を果たしています。例えば、物質の精製に昇華を利用することもあります。不純物を含む固体を昇華させると、不純物は固体のまま残り、純粋な物質だけが気体となって分離されます。これを再び固体に戻すことで、高純度の物質を得ることができます。このように、昇華は物質の状態変化の中でも特殊な現象ですが、私たちの生活や科学技術と密接に関連しています。