凝華

凝華：気体から直接固体へ

物質の状態変化として、固体、液体、気体の三態はよく知られています。一般的には、温度や圧力の変化によって、これらの状態は移り変わります。例えば、氷（固体）は暖めると水（液体）になり、さらに加熱すると水蒸気（気体）になります。しかし、全ての物質が必ずしもこの順番で状態変化するわけではありません。

凝華とは、物質が液体状態を経ることなく、気体から直接固体へと相転移する現象です。これは、温度と圧力の組み合わせが物質の三重点と呼ばれる特殊な点よりも低圧力側に位置する場合に起こります。三重点とは、固体、液体、気体の三相が平衡状態にある温度と圧力の組み合わせのことです。

昇華との違いと用語の変遷

日本語では、古くから気体から固体への状態変化を「昇華」と呼んできました。一方、中国語では、固体から気体への変化を「昇華」、気体から固体への変化を「凝華」と区別して用いてきました。英語では、気体から固体への変化をsublimationと呼ぶことが一般的ですが、depositionという用語も用いられる場合があります。

しかし、1980年代以降、気体から固体への変化に「昇華」を用いることについては、科学教育の分野で疑問の声が上がってきました。その結果、一部の教科書では注釈として「凝華」についても言及するようになり、科学的な用語の正確性と統一性に関する議論が活発化しました。

この議論を経て、日本化学会の提言を踏まえ、2022年度から施行された新しい学習指導要領では、気体から固体への状態変化を「凝華」と記述することが推奨されるようになりました。これにより、日本語における状態変化の用語体系は、中国語や英語の表現とより整合性を持つようになりました。

凝華の例

凝華は、私たちの身の回りでも見ることができます。例えば、冬の寒い朝に窓ガラスにできる霜は、空気中の水蒸気が直接氷に変化したものです。また、ドライアイス（固体の二酸化炭素）は、常温で直接気体へと昇華しますが、極低温下では逆に空気中の二酸化炭素が凝華して固体になる可能性があります。これらの現象は、凝華の身近な例として理解しやすいでしょう。

関連する状態変化

凝華は、他の状態変化と密接に関連しています。例えば、固体から液体への変化を融解、液体から気体への変化を蒸発、気体から液体への変化を凝縮、液体から固体への変化を凝固といいます。これらの状態変化は、物質の温度や圧力、そして物質の種類によって、それぞれ異なる条件下で起こります。

凝華は、一見すると特殊な現象のように見えるかもしれませんが、物質の状態変化を理解する上で重要な概念です。この現象を正しく理解することで、物質の性質や状態変化のメカニズムに対する理解が深まります。今後、より正確な科学教育を進める上で、「凝華」という用語の普及は不可欠であり、科学用語の統一化の重要性を示す良い例と言えるでしょう。

もう一度検索