このページでは温度とは何か。また、物質の温度と分子運動の関係についてわかりやすく図で解説しています。

結論から言ってしまうと温度とは、”物質の熱さ・冷たさの度合いを数値で表したもの”です。

人によって熱い・冷たいと感じる基準が違うため、ただ単に熱い・冷たいだけでは他の人はどの程度なのかを正しく判断することができません。

そこで物質の熱さ・冷たさを誰でも同じく捉(とら)えることができるように、温度という物質の熱さ・冷たさの度合いを表す指標が生まれました。

また、温度の表し方にはいくつか種類があり、「摂氏(せっし)・華氏(かし)・絶対温度・列氏(れっし)」などが挙げられ、特によく用いられるのが「摂氏」(単位は[℃])です。

(日本を含む世界的に広く使われている温度の指標は摂氏ですが、地域によっては摂氏以外の種類が使用されている場所もある)

温度は”物質の熱さ・冷たさの度合いを数値で表したもの”ですが、もう少し詳しく言うと「物質の温度＝物質を構成している原子・分子の動き(運動)の速さ(激しさ)を数値で表したもの」になります。

まず物質は原子・分子(鉄であれば鉄原子(＝Fe)、水であれば水分子(＝H₂O))と呼ばれる小さい粒が繋がり合ってできており、物質の温度はその物質を構成している原子・分子の動きの速さによって決まっています。

(物質を構成している原子・分子同士は実際に繋がっているわけではなく、「原子・分子同士が繋がり合う＝原子・分子同士の引き合う力によって互いの動きを拘束し合っている」イメージ)

上図のように物質の温度と原子・分子の動きの速さには、「物質を構成している原子・分子の動きが速い(＝激しい)ほどその物質の温度は高くなる」、反対に「物質を構成している原子・分子の動きが遅い(＝穏やか)ほどその物質の温度は低くなる」という関係があります。

(正確には、物質を構成している原子・分子はどれも同じ速さで動いているわけではないため、「動きの速い原子・分子の割合が全体的に多い＝温度が高い」となる)

つまり物質の温度というのは、”物質を構成している原子・分子の動き(運動)の速さ(激しさ)を数値で表したもの”を指している、というわけです。

物質が温度変化するのは、その物質の持っている熱(＝原子・分子の運動)が他の物質に移動する(＝伝わる)からです。

温度の高い物質と温度の低い物質が接触すると、温度の高い物質は(温度の低い物質に熱を奪われて)少しずつ温度が下がっていき、温度の低い物質は(温度の高い物質から熱が与えられて)少しずつ温度が上がっていきます。

これは動きの速い原子・分子(＝温度の高い物質)と動きの遅い原子・分子(＝温度の低い物質)がぶつかることで、原子・分子同士でその衝撃が伝わることによるものです。

上図のように動きの速い原子・分子(＝温度が高い物質)が動きの遅い原子・分子(＝温度が低い物質)にぶつかると、ぶつかった衝撃で動きの遅い原子・分子は少し動きが速く(＝温度が高く)なり、反対に動きの速い原子・分子は動きが少し遅く(＝温度が低く)なります。

このように物質を構成している原子・分子の動きが他の物質を構成している原子・分子に伝わること(＝熱の移動)によって物質の温度変化が起こる、というわけです。

以上が「温度とは何か？温度と分子運動の関係をわかりやすく図で解説！」でした。

これまで説明したことをまとめますと、

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