主な違い – 物質の相 vs 物質の状態

物質とは、宇宙空間に存在するあらゆる物質のことである。

物質は、空間を占める質量と体積を持っています。

物質は、物質の内部および外部の要因によって異なる形態で存在することができます。

同じ物質でも、温度や圧力などが異なれば、異なる形態で存在することができる。

このような物質の異なる形態を説明するために、相と状態という用語が使われる。

これらの用語はどちらも物質の同じ性質を説明するものですが、この記事で説明するようにいくつかの要因によって互いに異なっています。

物質の相と状態の主な違いは、物質の相が物質の均一な化学的・物理的性質を説明するのに対し、物質の状態は与えられた温度と圧力における物質の形態を説明することです。

物質の相とは

物質の相とは、化学的・物理的性質が一様である物質の形態をいう。

つまり、物質の相とは、化学的・物理的性質が均一な領域を境界としてその内部に存在するものです。

物質の相は大きく分けて4つある。

固相、液相、気相、プラズマ相です。

これらの相では、密度、屈折率、化学組成など、物理的・化学的性質が一様です。

これらの相の違いは、主に粒子（これらの粒子は分子、原子、イオンの場合がある）の配列に依存する。

ある物質について、ある相から別の相に変化させることができる。

例えば、水の温度を変えることで、液体の水相を水の気相（ガス相）に変化させることができます。

これを相転移という。

図1: 水の相図

相転移は、融解、凍結、気化、昇華、凝縮などの用語で説明することができる。

上の図は、水の相図です。

S、L、Vは、それぞれ固相、液相、気相を表す。

TPは水の三重点。

水が3つの相に同時に平衡状態で存在できる温度と圧力を示している。

物質の状態とは

物質の状態とは、ある温度と圧力における物質の形態のことである。

物質の状態は、温度と圧力に依存する。

ある温度と圧力において、物質は主に固体状態、液体状態、気体状態、プラズマ状態という4つの主要な物質の状態のいずれかで存在することができる。

図2: 物質の3大状態

物質の状態を考えるとき、物理的・化学的性質が一様であることは必須ではありません。

そのため、1つの物質の状態の中に、いくつかの相が存在することがあります。

これは、これらの相が互いに非混和でありながら、同じ物質の状態にある場合に起こる。

温度を変化させると物質の内部エネルギーが変化するため、物質の状態は温度を変化させることで変化させることができる。

したがって、その物質中の粒子の運動エネルギーが変化する。

それが物質の状態を変化させる原因となる。

Phase of Matter と State of Matter の類似点

• どちらの用語も物質の形態を説明するものです。
• 両タイプとも、同じ形態の物質が含まれる：固体、液体。気体、プラズマ。

物質の相と状態の違い

定義

Phase of Matter（物質の相）。

物質の相とは、化学的・物理的性質が均一な物質の形態のこと。

物質の状態。

与えられた温度と圧力における物質の形態。

プロパティの性質

物質の相。

物質の相は均一な性質を持つ。

物質の状態。

物質の状態は、均一な特性を持つこともあれば、持たないこともあります。

フェーズ

物質の相。

物質の相は1つだけです。

物質の状態。

物質の状態は、いくつかの相を持つことができる。

移行

物質の相。

相が変わっても、物質の均一性は変わらない。

物質の状態。

状態の変化により、物質の均一性が変化する場合と変化しない場合があります。

結論

物質の相も物質の状態も、同じ概念、すなわち物質の形を説明するものです。

しかし、その定義を考えると、この2つは別の用語です。

物質の相と状態の主な違いは、物質の相が化学的・物理的に一様な性質を説明するのに対し、物質の状態はある温度と圧力における物質の形態を説明することである。