全てが気体だと仮定して求めた蒸気圧が飽和蒸気圧を超えていると気体と液体が共存しているという説明のイメ

全てが気体だと仮定して求めた蒸気圧が飽和蒸気圧を超えていると気体と液体が共存しているという説明のイメージが湧きません。
蒸気圧が外からの圧力よりも大きくなると沸騰するんですよね？それならその圧力よりも大きくなれば沸騰が進み、全てが気体になってると想像してしまいます。

質問者からの補足コメント

• 状態図から考えることはできるのですが、イメージがつきません。

    補足日時：2020/06/07 21:06

No.3 回答者： EZWAY 回答日時： 2020/06/08 18:18

飽和蒸気圧を超えているなら、次に何が起こるかわかりますか？

飽和蒸気圧を超えた状態は平衡状態ではないので、平衡になろうとします。
平衡での蒸気圧は飽和蒸気圧なので、その飽和蒸気圧を超えた部分がどこかに行かなきゃ飽和蒸気圧になれないわけで、だとすれば、超えた分が液体になるしかないでしょ？

＞蒸気圧が外からの圧力よりも大きくなると沸騰するんですよね？それならその圧力よりも大きくなれば沸騰が進み、全てが気体になってると想像してしまいます。
沸騰した結果どうなるかといえば、蒸気圧は飽和蒸気圧でとまります。なぜかといえば、そういうことが起こるのは開放系、すなわち、密閉されていな状態で、蒸気がいくらでも外に逃げて行ける状態での話です。ヤカンの水をいくら沸騰させても、水蒸気がどこかに拡散するだけで、蒸気圧が１気圧を超えるわけではありません。

今議論しているのは密閉系であり、そういう系で沸騰させれば蒸気圧は高くなり、沸点も高くなります。なので、そういう状態では飽和蒸気圧も高くなっているので、それははじめに想定したのよりも高い温度であるはずです。
言い換えれば、そこで書かれているのは、ある一定の温度における飽和蒸気圧であるはずです。しかし、全てが蒸気になるのはその温度よりも高い温度での話です。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/06/08 00:44

液相と気相の境界では、沸騰していないときでも

・液相→気相
・気相→液相
に分子が行き来しています。

温度 = 分子の運動エネルギーですから、温度が高いほどその「行き来する分子数」が多くなります。

気相側が「開放」であれば、液相→気相の分子数の方が多いので、いつの間には液相は全て気化してしまいます。常温でも。
それは日常でも経験しますね。

気相が「密閉」されていれば、液相→気相で気相内の分子数が多くなってくると、やがて
・液相→気相
と
・気相→液相
の分子数が同数になって平衡します。
その平衡点（平行したときの気相内の分子密度）は、温度が高くなるほど上昇する傾向があるのは「運動エネルギー」からわかりますね。

その平衡した状態が「飽和蒸気圧」なのです。
つまり、それ以上「気相内の分子」が増えると、「気相→液相」になる分子が増えるので、それ以上の分子濃度にならないのです。「気液平衡」といいます。

逆に、「飽和蒸気圧」の状態から温度を下げると、「気相→液相」になる分子が増えて「結露」します。暖かい部屋の外気と接した「窓ガラス」に水滴がついたり、冷たい飲み物を入れたコップに水滴がつくのはそのためです。
低気圧で上昇気流があると、一定の湿度（蒸気圧）を持った大気が上昇して温度が下がり、「雲」を発生したり「雨」を降らせるもの同じようなことです。

必要なら参考にしてください。
↓
https://www.sidaiigakubu.com/examination-measure …

No.1 回答者： B_one 回答日時： 2020/06/07 22:17

沸騰は外圧が蒸気圧以下ならば起こりますが、外圧が蒸気圧以上であっても蒸発しています。

それはその蒸気の分圧が蒸気圧と等しくなろうとするためです。

蒸気の分圧が蒸気圧と等しくなるまで蒸発し、蒸気圧と等しくなった状態を気液平衡にあると言います。

飽和溶液をイメージすると良いでしょう。

溶液が飽和した時それ以上溶質が溶けることはなくなり結晶(固体)が析出します。

気液平衡のときには結晶の代わりに液体になります。