『L・DK』上白石萌音&杉野遥亮インタビュー!

蒸気圧について。

数研の化学の教科書を見たり、参考書を見てもどうしても蒸気圧だけ理解できません(どの参考書もほぼ一言一句同じ)。蒸気圧は、液体が入っている密閉容器の中で、蒸発する量と凝縮する量が等しいとき、密閉容器の中の気体が示す圧力をいう。これであっていますか?また、液体が入った開放容器で、液体の温度を上げていくたびに、液体が気体になろうとする圧力が、その温度でのその液体の蒸気圧に達する。そして、液体が蒸気圧と大気圧が等しくなる温度に達したとき、液体が気体になろうとする圧力は、前文で書いたように、蒸気圧に達する。この圧力(液体が気体になろうとする圧力=蒸気圧に達している圧力)と大気圧が等しくなったとき沸騰が起こる。
これもあっていますか。もし間違っていたら、噛み砕いて分かりやすく教えてください。

質問者からの補足コメント

  • 回答ありがとうございます。教科書には、飽和蒸気圧または単に蒸気圧というと書いてありますが、飽和蒸気圧と蒸気圧は違うのですか?

      補足日時:2018/02/23 19:20

A 回答 (3件)

どう説明すればいいんだろう。

例えば、常に大気圧と等しい密閉容器が25℃で置いてあるとします。中身は空気です。この時、空気の成分の窒素は78.08%、酸素20.95%、アルゴン0.934%と二酸化炭素0.036%です。それどれの蒸気圧は大気圧を1気圧とすれば窒素0.7808気圧、酸素0.2095気圧、アルゴン0.00934気圧と二酸化炭素0.00036気圧です。この中に25℃で0.1気圧の蒸気圧を持つ液体を入れておくと。空気のみの時1気圧であった空気の蒸気圧は液体の蒸気圧0.1だけ少なくなります。この時の密閉容器の空気の蒸気圧は0.9、液体の蒸気圧は0.1とそれらの和は1気圧となります。大量の液体を1気圧に保てる半密閉容器へ入れて液体の沸点温度にすると、中の空気は液体の蒸気で追い出され、半密閉容器内は液体の蒸気のみにやがてなり、液体の蒸気圧は1気圧となります。これ以上分かりやすく説明できません。ごめんなさいね。
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>教科書には、飽和蒸気圧または単に蒸気圧というと書いてありますが、飽和蒸気圧と蒸気圧は違うのですか?



この蒸気を「水蒸気」と考えれば、「飽和蒸気圧」のときには「湿度100%」であって、非常にムシムシした状態です。通常では、夏場でも湿度70%程度(空気中の水蒸気圧が飽和水蒸気圧の70%)、冬場で乾燥しているときには湿度20%(空気中の水蒸気圧が飽和水蒸気圧の20%)ぐらいですよ。
「湿度100%」などという気象状態は、まずあり得ませんよね。

「飽和蒸気圧」は「その温度での最大限界蒸気圧」です。ただし、それが実現するためには「密閉された空間」を考えないといけません。

高校の物理なり化学では主に「密閉された空間」を考えるので、「十分時間が経って平衡状態になっていれば、蒸気圧は飽和している(「液体→気体」になる分子数と「気体→液体」になる分子数とがつり合っている)」という説明がされることが多いですが、現実の環境では「大気として開放」された空間がほとんどなので、「飽和蒸気圧」になっていないことが多いのです。(液体からいくら「液体→気体」になっても、大気中に拡散するのでいつまでたっても「気体→液体」になる分子数はそれほど増えない)

「基本的な考え方」をしっかり理解して、「教科書に載っている理想的な状態」ではない「現実の状態」を推定できるようになることが重要です。
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>蒸気圧は、液体が入っている密閉容器の中で、蒸発する量と凝縮する量が等しいとき、密閉容器の中の気体が示す圧力をいう。

これであっていますか?
誤っています。それは「飽和蒸気圧」の定義です。
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