No.2ベストアンサー
- 回答日時:
> なぜこのような公式が導きだされたか
経験式なので、深く考えなくてもいいです。
飽和水蒸気圧の実測値は、理科年表などに数表の形で載っています。しかし、数表だけだと何かと不便ですので、ちょっとくらい不正確になっても、飽和水蒸気圧を簡単な数式を使って計算することができると便利です。
そこで、まず飽和水蒸気圧が
E = E0 * 10^(a * t / (b + t)) ……(A)
という形の関数で表されると『仮定』します。そして、実測された飽和水蒸気圧をよく再現するように、パラメータ E0, a, b を選びます。その結果、E0=6.11, a=7.5, b=237.3 と選んだときに、この関数が実測値をよく再現することが分かったので、この式は飽和水蒸気圧を求める式(のひとつ)として使われるようになりました。
ですので、「どうしてこのような数値になっているか」という問いの答えは、そのような数値が実測値をよく再現するから、ということになります。
このように、実測値をよく再現するように決められた式のことを、「実験式」とか「経験式」とかいいます。パラメータの意味づけは、できるときもありますし、あまり深く考えてもしかたのないものもあります。この式では、E0 には0℃のときの飽和水蒸気圧 6.11hPa という明確な意味があります。それに対して、パラメータ a, b については、以下で示すように水の気化熱(モル蒸発エンタルピー)に関連づけることができるのですけど、かなり複雑になります。
蒸気圧曲線の傾き dE/dt は、クラウジウス-クラペイロンの式を使うと、気化熱 L と関連づけることができます。煩雑になるので途中の式は省略しますけど、参考URLのQ&AのANo.1の式(2)を使うと、蒸気圧曲線の関数形が E = E0 * 10^(a * t / (b + t)) のとき、t℃の気化熱 L が
L = a*b*2.303*8.314*((t+273.15)/(t+b))^2 J/mol ……(B)
で与えられることを示すことができます。この式に、a=7.5, b=237.3, t=25 を代入すると、L = 44 kJ/mol となって、他の実験から求めた値とよく一致します。この気化熱 L を求める式(B)は、式(A)とは違って、実験式ではない、ということにご注意ください。式(B)は、「ある実験により決めたパラメータ a,b と別の実験で決めたLを結ぶ、理論的な関係式」と読むこともできますし、「蒸気圧曲線から気化熱Lを求める理論式」と読むこともできます。
ふつう、公式の導出が大事になるのは、理論的な関係式の方です。経験式がなぜそんな形をしているのか、については、非常に興味深い問題であるとは思うのですけど、「いろいろな因子が絡み合って結局そのような形になっている」という結論に落ち着くことが多いので、あまり深く考えなくてもよいのではないかと思います。
参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3757328.html
この回答へのお礼
お礼日時:2008/02/18 10:23
とても親切で分かりやすい内容のご回答ありがとうございました。
経験式は、そんなに深く考えなくても良いのですね。
とてもとても参考になりました。本当にありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 化学 サハラ砂漠のある地点で気温40℃、相対湿度20%であった。40℃での飽和水蒸気量を51.2[g/m3 1 2023/05/21 16:39
- 化学 温度変化に伴う圧力と体積の変化について 2 2022/07/25 17:21
- 化学 水蒸気分圧と飽和水蒸気圧 2 2022/05/09 06:40
- 工学 冷凍機 凝縮器 凝縮温度について 2 2022/09/29 23:06
- 化学 混合気体のVTグラフの形を教えて下さい 2 2022/04/05 06:41
- 中学校 中2の理科 (2)についてです この答えが8.3gなのですが、どうしてそうなるのか教えてほしいです。 4 2022/12/22 17:12
- 大学受験 化学 2 2022/07/20 15:47
- その他(自然科学) 以下の選択肢は全て間違いなのですが、解説がないため解説していただきたいです。宜しくお願い致します。 2 2022/05/07 19:10
- 化学 化学・沸騰について 蒸気圧が大気圧と等しい時 2つの力は釣り合い水面の蒸発が抑え込まれ沸騰が起こると 3 2023/05/26 13:34
- 化学 容器なかの気体の分圧を求めたいです、 3.5m3の容器に800℃の温度で 毎時3.5m3(供給は室温 1 2022/05/08 08:58
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
アレニウスの温度2倍速
-
酸化物⇔元素の換算
-
片対数グラフを使ったアレニウ...
-
気体の状態方程式の変形について。
-
化学 クエン酸の解離
-
2乗の値が0と近似できる条件は...
-
熱化学方程式の融解熱・蒸発熱...
-
層流における圧力損失の問題
-
あるテストの点数で、期待値114...
-
ド忘れしたんですけど、2分の1...
-
絶対値の二乗の思考過程 |x-y|^2
-
ある人が、A地点を出発してから...
-
SQL文のwhere条件文で使う <> ...
-
spi 非言語教えてください
-
1/∞=0は、なぜ?
-
指数方程式についてです。 2^x+...
-
答えが2になる複雑な数式を探...
-
複素解析で、極の位数の求め方
-
大学の問題です。
-
多項式の展開の計算問題で答え...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
アレニウスの温度2倍速
-
酸化物⇔元素の換算
-
NaClのmg/dlからNaのmEq/lに換...
-
気体の状態方程式の変形について。
-
1円玉の代わりにアルミホイルは...
-
エチレン(C2H4(g))の標準生成...
-
圧力損失計算の際の管摩擦係数...
-
Excelの式でどうしても理解出来...
-
シュウ酸の加水分解
-
pH
-
円運動のシュレディンガー方程...
-
結合エネルギーと電気陰性度の...
-
凝固点降下・沸点上昇
-
塩化ビニール製品の熱変形につ...
-
統計学に関する質問です。 Y =a...
-
化学 クエン酸の解離
-
熱化学方程式の融解熱・蒸発熱...
-
活量について
-
片対数グラフを使ったアレニウ...
-
平衡定数と標準自由エネルギー...
おすすめ情報