水蒸気の体積の変化（氷点下）

20℃の空気2000mlに水蒸気が3000ppm含まれている
場合を考えています
（水蒸気：2000ml×3000ppm=6ml）

この空気の露点は-8℃になります
-5℃に冷却した場合、露点よりも温度が高いので
水蒸気は水蒸気のまま、気体で存在していると思います

20℃から-5℃になったときの水蒸気の体積を計算して
水蒸気が何ppmになるか計算したいのですが
どう考えればよいでしょうか？

水蒸気を考えず、空気2000mlのみであれば
2000ml×（273-5）/（273+20）＝1829.3ml　と
計算できるのですが。
水蒸気の体積変化を知りたいです

質問者からの補足コメント

• 

  ご回答ありがとうございます
  
  水蒸気も空気も同じように体積が縮むと考えればよいのですね
  すると、水蒸気6mlは
  6×（273-5）/（273+20）≒5.5ml　となり
  正味の空気1994mlは
  1994×（273-5）/（273+20）≒1824ml　
  となります
  
  ちなみに、ご回答の中の「実際はちょっと違うのですが」の
  部分、気になるので、ご解説いただけないでしょうか

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/04/03 17:17

No.2 ベストアンサー 回答者： Saturn5 回答日時： 2016/04/03 23:55

気体の状態方程式というのは、正確には理想気体に対するものです。

１気圧、２気圧の窒素や酸素ではよく当てはまります。
しかし、20気圧の二酸化炭素ではあまり当てはまりません。

これと同じで、低温の水蒸気は状態方程式にあまりあてはまりません。
簡単に言うと、水になりかけの水蒸気なのです。
ですから、冷却した場合、状態方程式で算出される値よりも、ＰＶが
小さくなることが予想されます。

でも、計算上は状態方程式に従うと考えるしかありません。

この回答へのお礼

連絡遅くなり申し訳ありません
詳しい説明ありがとうございました

水蒸気を理想気体として扱って計算することで
今回の課題をクリアすることができました

今後勉強進めていきます
ありがとうございました

お礼日時：2016/04/07 23:59

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2016/04/03 16:27

実際はちょっと違うのですが、、、、

水蒸気も空気も気体なので、体積変化は状態方程式に従います。
ですから、温度と体積の関係は同じであり、液体の水が発生
しない限りは、含有率は変化しません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます
水蒸気も空気も、体積変化は状態方程式に従うとのこと。
なので、-5℃まで冷やしても、水蒸気3000ppmは変わらないという
ことですね。

ご回答中の「実際はちょっと違うのですが」の部分の
解説をいただけないでしょうか
よろしくお願いいたします

お礼日時：2016/04/03 18:02