危険物乙４のテキストに、[銅線に電気を流して発熱するのは物理変化]とあるのですが、何がどう変化しているのでしょうか？ 化…

Question

危険物乙４のテキストに、[銅線に電気を流して発熱するのは物理変化]とあるのですが、何がどう変化しているのでしょうか？
化学変化でない事だけはわかるのですが、物理変化なのがわかりません。

Answer 1

電気が熱に変化している

より詳しくは、電気エネルギーが熱エネルギーに変化している

さらに細かくみると、電気エネルギーは銅線内を流れる電子の運動エネルギーであり熱エネルギーは銅原子の振動エネルギーであるので、運動エネルギーが振動エネルギーに変化している、ともいえる。

化学変化・物理変化とはざっくり言うと化学変化が物質の種類の変化を伴うのに対して物理変化が物質の状態のみ変化することを言います。今回は銅が何かと反応して銅化合物になったりする反応ではなく単に振動を増しただけなので、物理変化となります。

Answer 2

金属は規則正しく並んだ原子の間を、自由電子がマイナス側からプラス側に電場で加速されながら移動しています。
このとき、自由電子は原子と衝突して
自由電子の運動エネルギー → 原子の振動のエネルギー
となります。
したがって、電流が流れていると電子のエネルギーが原子のエネルギーに変換され、導線は発熱します。
これをジュール熱といいますが、化学的な反応が起こっているわけではなく、エネルギーの変換が起こっているので、化学変化ではなく物理変化となります。

下図は、青丸が自由電子で、赤丸が原子で、原子の矢印は振動を表しています。

Answer 3

発熱です。

化学変化でも発熱するので、同じ発熱でも物理変化によるものです。