化学の質問です。 密閉容器での蒸気圧の問題です。 容器内の圧力と外圧が等しいと沸騰するということは

化学の質問です。
密閉容器での蒸気圧の問題です。
容器内の圧力と外圧が等しいと沸騰するということは
液体と気体が共存しているときは飽和蒸気圧であるので、容器内は常に沸騰しているということですか？

No.3 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/08/22 08:56

いま密閉容器の容積が可動だったとき、容器内に液体に不溶と見なせる気体があると気相の全圧は不溶の気体と飽和蒸気圧の和になりますが、不溶の気体が無いと外圧で気相が押し潰され気相が無くなってしまいます。

これは逆方向を考えれば当たり前で、空間の無い注射器に液体を満たし無理に引っぱって気相を作る場合に相当しますから、力を緩めれば液相だけにもどるでしょう。
沸騰の定義はその通りなのですが、気液平衡から考えると理論的にはあり得ないことが容易に証明されますし、事実沸騰は起きていないのです。気液界面が凹面のとき蒸気圧は下がり、凸面の時蒸気圧は高くなります。液中から気化が起きると必ず泡になりますから内部は飽和蒸気圧にはなれません。沸騰は起きないというのはなぜ突沸が起きるのかの説明にあるように、沸点では前記の様に飽和蒸気圧が気化圧力に達しないため、沸点より温度を上げることになりその結果生じた気泡中に気化が爆発的に起きます。水を加熱すると激しく泡立ちますがその時の温度は低いときは85℃で普通95℃出て来る泡は溶けていた空気です。その温度を通り過ぎると泡立ちは止まってしまいゆっくり温度を上げると突沸になるまで表面でしか気化は起きません。沸騰という現象は上記の様に沸点では起きない「工学的」現象で理学的な準静的過程を前提とした世界には存在しません。ですから気液平衡と沸騰とは全く関係がないのです。沸点は英語でもboiling pointで沸騰と切り離せない概念ですが、実は沸騰とは両立しないのです。

この回答へのお礼

不溶の気体があると全圧は不溶の気体と飽和蒸気圧の和になるのはなぜですか
また不溶の気体がないと外圧で気相が押しつぶされるのはなぜですか？

お礼日時：2018/08/22 22:45

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/08/21 23:21

＞密閉容器

この定義はあいまいです。これでは容器の容積が可変か固定か分かりません。どちらなのかで話しは全く変わってしまいます。それから容器内は「沸騰」ではなく「気液平衡」にあり、気相には液体分子の飽和蒸気圧に相当する当該分子による分圧があるということ。

この回答へのお礼

容積が可変か固定かでどう違ってくるのか教えてください。
また沸騰と気液平衡は外圧=飽和蒸気圧になり同じことではないのですか？
２つの違いを教えてください！

お礼日時：2018/08/21 23:43

No.1 回答者： B_one 回答日時： 2018/08/21 21:43

密閉容器ならば、容器内の圧力は外圧に影響されないのでは？

密閉容器では、容器内の圧力が蒸気圧よりも低ければ沸騰し、蒸気圧より高くなると沸騰は止まります。

ただし、容器内の蒸気の圧力が(飽和)蒸気圧に等しくなるまで蒸発します。