液体と気体の密度

質問

液体と気体の密度

液体状態のある物質より、密度が高い気体状態の物質はあるのでしょうか。
同じ物質なら、気体状態の方が液体状態のそれより密度が高いことは無いと思いますが、
（もしあったら、それも教えていただきたい）
物質が違えば、可能性があるかもと思いました。

液体状態で最も密度の低い物質と、気体状態で最も密度の高い物質では、もしかしたら気体状態の物質の密度の高さが、液体状態の密度の高さを越えられるのではと…

もしそのような物質があれば、密閉された空間をその二つで満たした時。液体が上部にたまったりするのではないか。と妄想しています。

もし上記のような物質同士が存在しても、実際は温度や気圧の関係なんかで、液体が上部にたまることは無いとは思いますが…

どなたか詳しい方、お教えください。

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

水の場合、
液体の密度＞固体の密度
です。でも差はわずかです。
氷が融けると体積が増えますが１０％程度です。
（この体積変化の理由は水の結晶構造に原因があります。）

液体が気体になると体積が１０００倍ほど大きくなります。
（水は液体→気体の体積変化がもっと大きいです。分子間力が強いからでしょう。）

気体の方が密度が大きいというのであればこの体積変化を気体分子１つの質量で逆転させる必要があるはずです。
体積が１０００倍を逆転させるためには分子量が１０００倍になっていなければいけません。
どのような物質でも分子間力は働きます。ファン・デル・ワールス力というのは一番弱い分子間力ですが℃の分子にも存在します。分子が大きくなると大きくなります。
分子量の大きな物質を気体にするのは難しいのです。

同じ温度で考えるという条件をはずせば多分そういう例はあるでしょう。
高温にして圧力を高くすると密度の大きい気体として存在することが可能になります。
太陽の密度は水の密度よりも大きいです。太陽は気体状態の水素とヘリウムでできているとしていいでしょう。

お礼

重ねてのご回答ありがとうございます！

なるほど、わかりやすい回答、ありがとうございました。
とんでも設定なら可能性はあるけど、実際身の回りでそのような状況になることは100％無い、と思っていいのですね。

残念です…。

ありがとうございました。

回答No.1

htms42

＞もしそのような物質があれば、密閉された空間をその二つで満たした時。液体が上部にたまったりするのではないか。と妄想しています。

ということは同じ温度で考えているということになりますね。
その場合、液体の方が気体よりも密度が小さいというような物質の組み合わせは存在しないのではないでしょうか。

お礼

回答ありがとうございます。

水は、他のほとんどの物質と違い、　個体の密度＜液体の密度　となります。
同じように、　液体の密度＜気体の密度　となる物質は無いのか、
ないなら、物質が違えばもしかしたら…と思って質問しました。

私もないと思います。同条件下なら特に無理だと思ってしまいます。
しかし、本当にそうか、
物質が違えば、条件が違えば、数字の上で　気体の密度＞液体の密度　となる物質の組み合わせを考えることが出来るのではなかろうか、
実際問題地球上で、液体が上部にたまることは無いでしょうけど、
条件を探せばもしかしたら、と思っています。

＞液体の方が気体よりも密度が小さいというような物質の組み合わせは存在しないのではないでしょうか。
出来れば理由もつけて答えていただきたかったです。