沸騰の原理について

沸騰の原理、仕組みというか分子がどのようになって泡が出るのか知りたいです。分子運動が激しくなっていくつかの分子が周りの分子を追い出して気体になるのでしょうか？また分子運動が激しくなると液体の中にも圧力は生じるのでしょうか？つまり分子の密度が高くなれば分子運動が激しくなり液体のわずかな隙間に蒸気圧が生じるのでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2005/07/18 16:46

通常の蒸発は液体の表面から起こります。

その理由は、液体は温度の上昇とともに密度が低下しますので、熱い液体は表面に来ますね。また、表面の方が外部からの圧力が低いと言うこともあるでしょう。

それに対して、沸騰というのは液体の内部から起こります。これは、加熱によって与えられる熱に対して、表面からの蒸発が追いつかないために、内部の温度が１気圧での沸点以上に上昇することが原因だと思います。

液体内部が沸点以上になると、分子の運動が激しくなり、容器の傷や、溶液中の浮遊物といった、些細な原因により、溶液中で気化が始まります。はじめは気化によってできた空間（水であれば水蒸気でできた空間）は小さいでしょうが、そこに次から次へと気化した蒸気が集まって行き、目に見えるような大きな泡となり、それが沸騰の原因になるのでしょう。

＞分子運動が激しくなっていくつかの分子が周りの分子を追い出して気体になるのでしょうか？
＊まわりの液体の分子を押しのけて、気体の部分が大きくなっていくと言えるでしょう。

＞また分子運動が激しくなると液体の中にも圧力は生じるのでしょうか？つまり分子の密度が高くなれば分子運動が激しくなり液体のわずかな隙間に蒸気圧が生じるのでしょうか？
＊溶液中には、大気圧だけではなく、溶液による圧力（水であれば水圧）がかかっています。溶液中で沸騰が起こるためには、その温度での蒸気圧が、大気圧と水圧の合計よりも大きくなる必要があります。したがって、沸騰している部分の温度は、１気圧での沸点よりも少し高い温度になっている必要があると思います。

No.3 回答者： noname#12257 回答日時： 2005/07/18 02:13

気体になると分子間隔が広がるだけと思います。

液体の時には、人間の目には見えないレベルの隙間が開いているけれど、気体になると、その隙間が人間の目に見えるレベルになる。（分子自体は小さくて見えないですが。）

分子の運動エネルギーが大きくなって、液体のときのようにくっついていられないのでしょう。

鍋などで底から泡が出るのは、底の温度が一番高いからですよね。

No.2 回答者： DASS 回答日時： 2005/07/18 01:47

だいたい、お考えのとおりで良いかと思います。

泡とは、分子運動が激しくなった分子が、周りの分子を追い出して作り出した空間のこと、だと私も思います。

ただし、後半の『分子の密度が高くなれば分子運動が激しくなり液体のわずかな隙間に蒸気圧が生じるのでしょうか？ 』は、質問の意味がよくわかりません。
特に、分子一個一個（ミクロ）の話をしているときに、物質全体（マクロ：多数の分子）のことを考えなければならない「蒸気圧」という言葉や考え方は合わないような気がします。

No.1 回答者： cubics 回答日時： 2005/07/17 22:40

単純にエネルギーが高くなった分子が液体から気体になる現象が、液体の表面以外でも起こることだと思うのですが。

沸騰するまでは、対流などによって、熱の移動が起こり、液体の気化も、表面からの蒸発などで収まっていたものが、さらに熱が加わることで沸騰にいたると。