理学の合言葉　7　ミクロも扱う時はマクロ―マクロとミクロ、統計

ミクロな世界では色々起きていて、私達はそれをマクロに見ているという話をしようと思います。
高校化学の過冷却などの相変化や、化学反応で起こっていることにも触れていきます。

例を見ていきましょう。

例１　相

常温常圧の密閉容器に、満タンに液体の水を入れた。
という状況を考えます。
この時の水の様子を一言で表すと、「好き勝手している」という感じです。
まず、水分子には速く運動しているものも、遅く運動しているものもあります。
速いものは偶に分子間力を振り切って、部分的に気体の水蒸気に相変化しています。
遅いものは偶に整列して、部分的に固体のクラスタ構造(氷)に相変化しています。
それぞれが適当な速度で動く中、熱を放出していないのに、部分的に偶然動き方が揃っていたところがあります。
そして、できた水蒸気や氷や動き方が揃ったところも、もとの液体の水に戻ったりします。