水に空気を吹き付けると水が(早く)蒸発しますよね。
このときの水に何がおこっているか、蒸発の仕組みを知りたいです。
御存じの方、よろしくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

「水が蒸発してなくなる」ことの説明については、alpha16さんの回答で良いと思いますが、「空気を吹き付けることによって蒸発が速くなる」ことの説明は、大筋でfreeman108さんが正解だと思います。


水滴が蒸発して無くなる過程を段階を追って説明すると。
1.水滴の周りに(極薄い)飽和水蒸気の空気の層が出来ます。
2.その周りの空気は飽和水蒸気に達していない(水蒸気濃度が薄い)場合、ある厚さの濃度勾配を持った拡散層が形成されます。
3.その拡散層を通って水分子は外側に移動し、最終的に全部の水滴が無くなります。
(厳密には水の気化熱によって、nonononさんの仰るように水滴の温度は低下するはずですが、外部からの伝熱の効果による加熱がありますので、ここでは定常状態として無視しています。)
さて、【2】の拡散ですが、その速度は濃度勾配に比例して大きくなるため、周りの空気を常に水蒸気量の低い新しい空気と入れ替えてやることによって拡散速度が大きくなったため、速く乾燥すると考えられます。また、空気が移動すると拡散層の厚さの減少も起こり、これも濃度勾配を大きくすることになります。

揚げ足取りのようになりますが、気体分子の速度は非常に大きく、通常の風程度ではその運動エネルギーの上昇はほとんど影響を与えないものではないでしょうか?
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。
吹き付けるとゆう行為が、常に新しい濃度勾配を作っているようですね。

お礼日時:2001/11/02 23:55

蒸発とは、


まず液体は外部からのエネルギー得て気体になります。
つまり、気体は、液体よりも分子運動が活発になっている状態です。
そして、液体は、気体よりも強い力で結合しています。(固体ほどではないが)
そこで、気化する場合を考えると

1つ目には、沸騰して気化する場合があります。
これは、外部からの結合エネルギーよりも大きい熱エネルギーを吸収して
結合が切れると、気体になるわけです。
水の場合、1気圧では100℃です。
これは、100℃における飽和蒸気圧が1気圧(=760mmHg)なので、
100℃で蒸気圧が760mmHgの状態から更に熱エネルギーを与えると
蒸発しきれなくなるので、沸騰という形で気化します。

2つ目には、沸騰なしの気化があります。
これは、質問の内容の蒸発にあてはまると思います。
一般に、0℃から100℃の間の水は液体であると考えますが、
実際には、水の分子は液体と気体の間を行ったり来たりしています。
つまり、液体になったり気体になったりしているということです。
しかし、蒸気圧がその温度での飽和蒸気圧よりも低いと、
液体から気体になる分子のほうが、気体から液体に戻る分子よりも
差し引きで多くなるので、全体としては蒸発して行くわけです。
これは、蒸気圧が飽和になるまで続きます。

そこで、空気を吹き付けた時に早く蒸発する理由を考えます。
空気を吹き付けた時、空気の分子(正確に言うと窒素や酸素などの分子ですが)は、静止した空気よりも大きな運動エネルギーをもっています。
そこで
    大きな運動エネルギーをもった空気の分子が
    水分子に衝突
             ↓
    水分子は空気の分子からエネルギーを受け取る
             ↓ 
    受け取ったエネルギーを運動エネルギーとして
    結合を振り切って気体になる

という過程で気化してゆきます。
もちろんこのときも液体に戻る分子もありますが、差し引きで気体になるものが
多くなっています。

一応、飽和蒸気圧について補足しておきます。
飽和蒸気圧とは空気中における蒸気(ここでは水)が蒸気でいられる最大限の蒸気気圧のことです。(ちょっとわかりにくいかもしれませんが)
これは、温度によって変化し、温度が高いと飽和蒸気圧も高くなり、
温度が低いと飽和蒸気圧も低くなります。
通常、液体の水は、空気の圧力が押さえつけることによって気化しにくくなって
います。ですから、宇宙空間では、液体は急速に気体になってゆきます。
いわゆる沸点とは、飽和蒸気圧が大気圧とおなじになる温度になります。
そんなわけで、気圧の低い山の上などでは、沸点が低いわけです。

この回答への補足

少し気になったのは、
『静止した空気よりも大きな運動エネルギー』というところです。
静止した空気と吹き付ける空気のエネルギーの差が、
水分子が水でいるのと水蒸気でいるのとの差に関係があるのでしょうか?

経験的なことなのですが、空気を吹き付けると水が冷たくなります。
空気を吹き付けることが、水にエネルギーを与えることになるのでしょうか?

ぶしつけな質問でごめんなさい。

補足日時:2001/11/02 19:57
    • good
    • 0
この回答へのお礼

論理的な解答、ありがとうございます。

お礼日時:2001/11/02 19:55

蒸発の仕組み:


液体が気体に変わるのは、分子の運動が活発になるからです。
分子は、温度や圧力の変化によって活発になったり逆になったりします。
液体の状態でも、分子は常に動いていますが、熱を奪うことによってさらに活発に動きます。
常温でも、蒸発(気化)するのはそのためだと思います。

速く蒸発する理由:
空気中に含むことができる水蒸気の量(飽和水蒸気量)は、温度によって決まっているので、その量を超えることはできません。
そこで、湿気を帯びた空気と乾燥した空気を循環させることによって、蒸発(気化)することを助けているのではないでしょうか?

ちゃんと勉強してないので、正しくないかもしれません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

さっそくありがとうございます。
水の運動が活発になると循環がポイントなのですね。

お礼日時:2001/11/02 19:31

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q水の蒸発

水は蒸発すると重さが変わりますか。

Aベストアンサー

kakuninさんこんにちわ
質量保存の法則はご存知でしょうか
水(液体)が100gあったとして
蒸発した場合
蒸発した分の水(液体)の重さはなくなります
その分水蒸気(気体)として
空気中に存在することになります

水(液体)そのものとしての質問なら減ります
水蒸気+水という意味でしたら変わりません

Q水の蒸発

空気が入ったフラスコにゴムせんでふたをして、10℃から60℃にすると全体の重さは変わらないのですか?

Aベストアンサー

 ご質問の主旨はこういうことではないかと推察しましたがいかがでしょう。

 普通は空気を10℃から60℃にすると膨らんで軽くなる(重さが減る)のだが
フラスコに閉じ込められた空気は加熱されても膨らむことが出来ないので軽くなれない、
つまり重さは変わらないかもしれない。
 しかし、膨らむことは出来ないにしても、加熱されているのだから
少しは全体の重さが減るのではないだろうか。

 質問者さんの前のご質問http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3693882.html
でも申し上げましたが
質問者さんは重さ、もしくは質量と、比重、もしくは密度とを混同されているので、
このような疑問が生じるのではないでしょうか。
 

Qなぜ水は蒸発するの?

私もいい大人の一部なのですが、
”ナゼ水が蒸発するのか”という小学生の時分からの疑問を
いまだに解消させれずにいます。

いろいろな人に尋ねてみるのですが
明確な回答をした人は1人もいませんでした・・・。

一応、飽和水蒸気量だとか中学レベルの知識はあるもののorz


ちなみにこの質問をすると相手の頭の良し悪しが分かる気がします。
勉強の良し悪しではなくて、です。

Aベストアンサー

水の分子は、互いに引き合っています。

一方、全ての分子は、その温度に応じて、振動し、または飛び回るといった運動をします。

温度が十分に低いと(0℃未満)、引き合う力が大きくなり、水の分子は、規則的に並んで、結晶になります。(氷)

温度が程々だと(0℃~100℃)、水の分子同士が引き合いながらも動き回る、液体の状態になります。(水)

温度が高いと(100℃以上)、もはや、引き合う力より、動こうとする力が大きくなり、水同士で引き合えなくなり、気体となって、他の分子種と混ざり合いながら飛び回ります。

100℃以下の温度でも、水面では、引き合いながら動き回っている状態の液状の水から、時々、勢いあまって空気中に飛び出してしまう水の分子があります。これが常温での蒸発です。

また、逆に、空気中を飛び回っていた水が、冷たいものに出会うと、飛び回る力を奪われてしまい、運動が穏やかになって、液体の水に変わります。これが凝集です。

やや乱暴で不正確な表現ですが、基本は、熱とは分子の運動なりということです。

Qコップの水の蒸発と気圧

同じ大きさ・形のコップに同量の水をいれたものを2つ用意して、1つを気圧の低いところに置き、もう1つを気圧の高いところに置いたとき(温度・湿度は同じです)どちらの水が先に全部蒸発してなくなるでしょうか?
子供からの質問だったのですが、山の上と平地で温度・湿度は同じで気圧のみが異なるときに蒸発の早さに違いが出るのか?という問いに答えられませんでした。その後考えましたが未だにわかりません。どなたかご説明いただければ宜しくお願いします。(温度・湿度の値にもよる、という場合は15℃で40%としてください。)

Aベストアンサー

ANo.2
です。
追加です。
しつこくてすみません。

結論を急ぎすぎました。
熱移動の問題を置き去りにしてしまいました。
蒸発するには熱が移動する必要があると書きました。気体の伝熱は「伝導」、「対流」、「放射」があります。温度が低いので放射は無視します。全く空気が動かなければ、伝導伝熱となり、非常な低圧では圧力に比例しますが、常圧近辺では圧力にはよらないことが知られています。しかし、質問からすれば、全く空気が動かないというのは、非現実的でしょう。空気が動けば対流伝熱になります。対流伝熱は伝導伝熱よりずっと大きく、圧力に依存します。圧力が大きいほうが大きい。
結論(続き)
しかし、
7.気圧が低いと、熱が移動しにくい。
8.蒸発する水の潜熱をまかなえないかもしれない。
9.それでも蒸発すれば水温が下がる。
10.水温が下がれば、飽和蒸気圧も下がって蒸発しにくくなる。

気圧の高いのと低いのとどっちが蒸発しやすい? 
結局
以上の検討から、

最終結論
実際にやってみなければわからない。
実際にやってみた人の意見を聞きたい。

ANo.2
です。
追加です。
しつこくてすみません。

結論を急ぎすぎました。
熱移動の問題を置き去りにしてしまいました。
蒸発するには熱が移動する必要があると書きました。気体の伝熱は「伝導」、「対流」、「放射」があります。温度が低いので放射は無視します。全く空気が動かなければ、伝導伝熱となり、非常な低圧では圧力に比例しますが、常圧近辺では圧力にはよらないことが知られています。しかし、質問からすれば、全く空気が動かないというのは、非現実的でしょう。空気が動けば対流伝熱になりま...続きを読む

Q水溜りの水の蒸発の仕方

沸点に達していない海水が蒸発したり、水溜りが蒸発したりするには、一体どういう仕組みなのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

#1ですが補足です.
>初めの液体の量からみて,容器が十分大きい(例えば地球ぐらい)とか,事実上無限に大きいと見なせるときは,気体の圧力が飽和蒸気圧まで上がらないので,液体は全て気体になってしまうことが可能で,これがご質問の場合に該当します.

これは不用意な発言でした. "水溜り"ぐらいなら容器が十分大きければ, (洗濯物が乾くように)全部気体になってしまうことは可能ですが, そんなことを言うと素直な(?)人間は「じゃあ,なぜ湖や海の水は全部蒸発してなくならないの?」と思う訳です. そんな疑問を持つ人は理学部向きかも知れませんが,人生を誤るキケンもあります.

質問者さんからの疑問が来る前に予防線を張っておくと,
@もともと地球の大気は海の水を全て気体として含み得る程には残念ながら多くない.
@ただし,実際の主な理由は次の通りです.
海や湖のような場合には,気化による減少量と,雨や流れ込む水によって補給される水の釣り合いで水位が決まっています.実際,雨がずっと降らないと,小さな池などは干上がってしまうこともありますね.

では,地球を大切に!

#1ですが補足です.
>初めの液体の量からみて,容器が十分大きい(例えば地球ぐらい)とか,事実上無限に大きいと見なせるときは,気体の圧力が飽和蒸気圧まで上がらないので,液体は全て気体になってしまうことが可能で,これがご質問の場合に該当します.

これは不用意な発言でした. "水溜り"ぐらいなら容器が十分大きければ, (洗濯物が乾くように)全部気体になってしまうことは可能ですが, そんなことを言うと素直な(?)人間は「じゃあ,なぜ湖や海の水は全部蒸発してなくならないの?」と思う訳です. そん...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報