粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)と物質(ぶっしつ)の三態(さんたい)

物質(ぶっしつ)をつくる粒子(りゅうし)は、止(と)まっているように見(み)えても、実際(じっさい)には常(つね)に運動(うんどう)している。この運動(うんどう)を熱運動(ねつうんどう)といい、温度(おんど)が高(たか)いほど粒子(りゅうし)の運動(うんどう)（新しいタブで開きます）は激(はげ)しい。

固体(こたい)では、粒子(りゅうし)どうしが強(つよ)い引力(いんりょく)で引(ひ)き合(あ)い、規則正(きそくただ)しい配列(はいれつ)を保(たも)ったまま、それぞれの位置(いち)でわずかに振動(しんどう)している。液体(えきたい)になると、粒子(りゅうし)は引力(いんりょく)を保(たも)ちながらも位置(いち)を変(か)えられるようになり、比較的(ひかくてき)自由(じゆう)に動(うご)き回(まわ)る。気体(きたい)になると、粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)が粒子間(りゅうしかん)の引力(いんりょく)を振(ふ)り切(き)るほど激(はげ)しくなり、粒子(りゅうし)は互(たが)いに離(はな)れて自由(じゆう)に飛(と)び回(まわ)る。

この固体(こたい)・液体(えきたい)・気体(きたい)の3つの状態(じょうたい)を物質(ぶっしつ)の三態(さんたい)という。温度(おんど)による状態変化(じょうたいへんか)は、粒子間(りゅうしかん)の引力(いんりょく)と熱運動(ねつうんどう)の激(はげ)しさの関係(かんけい)が変(か)わることで起(お)こる。中学(ちゅうがく)の状態変化(じょうたいへんか)で学(まな)んだように、状態(じょうたい)が変(か)わっても物質(ぶっしつ)そのもの（原子(げんし)や分子(ぶんし)（新しいタブで開きます）の種類(しゅるい)）は変(か)わらない。これは燃焼(ねんしょう)（新しいタブで開きます）のように別(べつ)の物質(ぶっしつ)に変(か)わる化学(かがく)変化(へんか)とは違(ちが)う、物理(ぶつり)変化(へんか)である。

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香水(こうすい)のふたを開(ひら)けてしばらく置(お)くと、においの粒子(りゅうし)が熱運動(ねつうんどう)によって自然(しぜん)に周(まわ)りへ広(ひろ)がっていき、やがて部屋(へや)全体(ぜんたい)でにおいが感(かん)じられるようになる。この現象(げんしょう)を拡散(かくさん)という。インクを水(みず)に落(お)としたときに色(いろ)が広(ひろ)がっていくのも同(おな)じしくみである。

拡散(かくさん)は温度(おんど)が高(たか)いほど速(はや)く進(すす)む。これは、温度(おんど)が高(たか)いほど粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)が激(はげ)しくなり、粒子(りゅうし)が速(はや)く広(ひろ)い範囲(はんい)まで移動(いどう)できるようになるためだ。

氷(こおり)を加熱(かねつ)すると、粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)が激(はげ)しくなって規則正(きそくただ)しい配列(はいれつ)が崩(くず)れ、固体(こたい)から液体(えきたい)（水(みず)）に変(か)わる。さらに加熱(かねつ)すると、粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)が粒子間(りゅうしかん)の引力(いんりょく)を振(ふ)り切(き)り、液体(えきたい)から気体(きたい)（水蒸気(すいじょうき)）に変(か)わる。融点(ゆうてん)（新しいタブで開きます）や沸点(ふってん)を境(さかい)に状態(じょうたい)が変(か)わるのは、その温度(おんど)で熱運動(ねつうんどう)の激(はげ)しさが粒子間(りゅうしかん)の引力(いんりょく)に打(う)ち勝(か)つからである。

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物質(ぶっしつ)の状態(じょうたい)が固体(こたい)・液体(えきたい)・気体(きたい)のどれになるかは、粒子(りゅうし)の熱運動(ねつうんどう)の激(はげ)しさと粒子間(りゅうしかん)に働(はたら)く引力(いんりょく)のつり合(あ)いで決(き)まる。引力(いんりょく)が熱運動(ねつうんどう)に勝(か)っていれば粒子(りゅうし)は集(あつ)まったまま（固体(こたい)・液体(えきたい)）、熱運動(ねつうんどう)が引力(いんりょく)に勝(か)てば粒子(りゅうし)はばらばらに飛(と)び回(まわ)る状態(じょうたい)（気体(きたい)）だ。

温度(おんど)を上(あ)げると熱運動(ねつうんどう)が激(はげ)しくなり、ある温度(おんど)（融点(ゆうてん)・沸点(ふってん)）で引力(いんりょく)との力関係(ちからかんけい)が逆転(ぎゃくてん)して状態(じょうたい)が変(か)わる。温度(おんど)を下(さ)げれば逆(ぎゃく)のことが起(お)こり、気体(きたい)から液体(えきたい)、液体(えきたい)から固体(こたい)へと変(か)わる。

密度(みつど)（新しいタブで開きます）が状態(じょうたい)によって大(おお)きく変(か)わるのも、この粒子(りゅうし)の集(あつ)まり方(かた)の違(ちが)いが理由(りゆう)だ。気体(きたい)は粒子(りゅうし)がばらばらに広(ひろ)がっているため、同(おな)じ物質(ぶっしつ)の固体(こたい)や液体(えきたい)に比(くら)べて体積(たいせき)が大(おお)きく、密度(みつど)が小(ちい)さくなる。