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高校化学 蒸気圧
B点で水が全て水蒸気になると分かる理由がわかりません。B点でグラフの曲がり方が変わっているからだと解説にはあったのですが、どうしてそう言えるのでしょうか。

「高校化学 蒸気圧 B点で水が全て水蒸気に」の質問画像

A 回答 (3件)

「平衡が・・・」とあるので、温度は一定ではないですか?


そうであるなら、B点以上の体積にすると、全部気体ですので圧力と体積の関係は(概ね)反比例になります。
※PV=nRT=定数
しかし、液相の水が残っているB点以下では
容器内の圧力=水の蒸気圧(←温度が一定ならば一定)+水以外の気体の分圧
となるので、B点で曲線の変化の仕方が変わるのです。
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>B点でグラフの曲がり方が変わっているから


高校ではその説明が限界だと思います、そのまま飲み込むしかないです。

液相(この場合、水) から 気相(水蒸気) に相変態(相転移とも言う)するとき、上図では圧力と容積の関係を示していますが、その曲線が上図のように不連続になります。
この不連続な点で相変態が起こるのです。

これは、熱力学や統計力学という化学の一分野で扱うのですが、自由エネルギー(ヘルムホルツとギブスの2つがある)の 変化の具合=その曲線が連続か不連続か で相変態が起こるかどうかが判ります。
一回微分して出てくるのが1次相変態、2回微分して出てくるのが2次相変態など…になります。

が、これらは大学で化学系の学部に進学しないと教えません。
このうち1次相変態には、気相⇔液相⇔固相 のような物質の三態の変化だけではなく、
例えば、鉄Feでは、結晶構造がBCC(常温)⇔FCC(912~1394℃)⇔BCC(1394~1538℃)⇔液相というようなものまで存在しています。

更に、鉄がその温度以上で磁気を失うキュリー点770℃等は2次相変態と呼ばれています。
↓相変態(転移)に関するWikiのページですが、本当はもう少し数式を並べて議論しないといけないです。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B8%E8%BB%A2 …

こんなものなんだと、今はそのまま受け入れるしかないと思います。
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平衡状態なのだから、なにも突発事態がないなら、蒸気圧曲線はA-Bの延長となる。


つまり折れ曲がることなく延びてゆく。

しかし、Bで蒸気圧は急激に低下した。
これは、供給される水蒸気が十分でなくなったということである。
つまり供給源がなくなったと考えられる。
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