物質の3相
水は普通の温度では、どのような形にも変わることができ、さらさらとしていて、低いほうに低いほうにと流れていくことができます。でも、冷凍庫などで水を冷やすと、カチコチに固まって、氷になってしまいます。ぎゃくに、おなべの中に入れて火にかけると、ぐらぐらと煮たって、目に見えない水蒸気になってしまいます。このように、水は冷えて固まったり、温められて水蒸気になったりすることができます。同じように、プラスチックや鉄、岩石なども、温めていくと、とけたり、蒸発してガスになったりします。私たちのまわりのものはみんな、固まっているか、とけているか、ガスになっているかのどれかです。そして、固まっているものを固体、とけているものを液体、ガスになっているものを気体といいます。
物質が気体になるか、液体になるか、それとも固体になるかは、温度だけでなく圧力によっても変わります。普通は同じ重さの物質でも、気体→液体→固体の順で体積が大きくなります。圧力が高くなると、まわりから押される力が強くなって、物質は小さくなろうとするので、圧力が上がると気体は液体になり、さらに高くなると固体へと変化します。ぎゃくに圧力が低くなるにつれて、固体→液体→気体と変化します。
でも、水は普通の物質とはちがって、液体から固体になると体積が増えるという性質があります。このことが、水を普通の物質とはちがう、面白いことを引き起こします(→水の奇妙な現象)。