水の蒸発量の温度依存性について

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質問者：knorr
質問日時：2002/02/23 20:27
回答数：2件

水の蒸発量を定量的に知りたいです。大胆な仮定の基にでもいいので、蒸発量の温度依存性を式などで表す事はできないでしょうか？よろしくお願いします。

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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： yumityan
回答日時：2002/02/24 23:01

こんばんは

化学工学関係の図書には詳しく解説があります。
残念ながら自宅のため、化学工学に関する図書が無くて詳しいことは書けませんので悪しからず。
化学工学の初歩の本が良いと思いますが、物理化学の本にもある程度は書いてあると思います。
化学工学では、化学プラントを設計するための基礎理論を体系的に説明されています。
knorrさんの目的に合致するかどうかは分かりかねますが、蒸発に関すること、空調に関する関することは質問の答えになる事柄があるものと思います。
以下ＵＲＬの本を紹介しますが、化学工学に関する図書は産業図書、丸善、オ－ム社などで発行しています。

参考URL：http://www.dendai.ac.jp/press/book_da/ISBN4-501- …

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この回答へのお礼

ご丁寧に何度もどうもありがとうございました。
参考にさせていただきます。

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お礼日時：2002/02/26 19:16

No.1

回答者： yumityan
回答日時：2002/02/23 23:58

こんばんは

化学工学関係の図書には詳しい解説がありますのでそちらを参考にして下さい。
水と気体とが接していると、気液平衡が成り立ち、その際の液体の温度における水蒸気圧が気相の分圧となります。密閉系の場合、分圧の計算で蒸発量が求められます。蒸気圧は絶対温度の関数として表現できます。
非密閉系の場合は、気液平衡の考え方だけでは計算できませんので、計算が複雑になりますが、色々な経験式があり、かなりの部分を計算式で求めることが出来ると思います。
自然界での蒸発量は、簡単に求めることは出来ないので、気象庁では蒸発散量の実測を行っています。
以下の成書は参考になると思いますが。

http://www.science-forum.co.jp/books/0171s.htm#top

この回答への補足

ご回答ありがとうございます！　紹介していただいた成書なんですが、調べてみた所、近隣の図書館の蔵書にはないらしいのです。　もしお手数でなければ更に詳しいご回答をお願いします。

ずうずうしいですがすみません。よろしくお願いします

補足日時：2002/02/24 01:35

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参考URL：http://www.casio.co.jp/ww/PROTREK/

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　　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%81%E3%83%AB%E3%82%A2%E3%83%9F%E3%83%B3
　→ニトロ基の方が上。

　【芳香族】
　ニトロベンゼン：0.19g/100ml(20℃)
　　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%99%E3%83%B3%E3%82%BC%E3%83%B3
　アニリン：3.4g/100ml(温度不明)
　　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8B%E3%83%AA%E3%83%B3
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　4-ニトロフェノール：1.24 g/100 ml(20℃)
　　　http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0066c.html
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　　　→「2.10g」とかの間違いな気がします(汗)
　　　http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0523c.html
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　　　http://www.env.go.jp/chemi/report/h16-01/pdf/chap01/02_3_6.pdf
　2-アミノフェノール：1.7 g/100 ml(20℃)
　　　http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss0824c.html
　→フェノールに対して、どちらも溶解度は低下
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　　　思いますが、それでも溶媒の倍以上溶けるものが「溶けにくい」と
　　　コメントされることはないのではないかと・・・)

<考察>
　アミノ基の極性が窒素と水素の電気陰性度の差によっているのに対し、
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　このため、メチル基のように小さな基と結合している場合は、ニトロ基の
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　一方、ベンゼン置換体の場合、ニトロ基の窒素上の正電荷は、共鳴に
　よりベンゼン環全体に分散する一方、アミノ基では窒素が電荷を持たない
　(→電気陰性度の差によるものは除いて)ことからニトロ基ほど大きくは
　影響しないために、脂肪族とは逆の結果になったものと思います。

　なお、それぞれのフェノール誘導体では、どちらも同程度の溶解度低下
　があるようですが・・・電子吸引性のニトロ基、電子供与性のアミノ基の
　双方で同様の結果ということからすると、親水性の置換基がつくことで、
　水和の仕方に違いが出ている、ということかもしれません。
　(可能性として推測しているのは、無置換フェノールではフェニル基が
　　水分子間の空隙に収まれるのに対して、親水基が2箇所以上になると
　　疎水性のフェニル基が水分子側に引き込まれすぎて空隙への収まり
　　が悪くなる(もしくは水分子の配列が乱される)、ということ)
※フェノール性化合物でありながら強酸のピクリン酸(2,4,6-トリニトロ
　フェノール)のイメージから、ニトロ化で水への溶解性は上がるものと
　ばかり思っていたので、調べた結果は私にとってはちょっと意外でした。

<結論(?)>
　上記のように、アミノ基・ニトロ基の置換対象によって挙動は異なるため、
　一概には言えない、ということになるかと思います。

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Q部屋の最適温度、湿度は

部屋の最適温度、湿度は
暑いですねー、扇風機しかない部屋ですが
温度３３℃、湿度３６℃の状況です。
湿度が低いので熱中症は大丈夫と思いますが。
部屋の最適温度、湿度をお教えください。

Aベストアンサー

＞部屋の最適温度、湿度は

　　　　↓
これは難しい質問ですね・・・
最適条件（快適度ＰＭＶ）と言っても、年齢・性別・体質・外気温・シーズン（春夏秋冬）・地域・状態（運動中・睡眠中）・断熱状況・健康志向・省エネの観点他で随分と異なります。
さらに、温度で言えば絶対温度と体感温度の違いが有り、室内に限定しても高さによっては温度分布が床面と天井面では７～１３℃くらい変化します。
さらに、風や湿度との関係で身体で感じる温度（体感温度）は湿度１０％、風が０．７ｍ／ｓで約１℃違います。

従って、環境と状況によって異なりますが、一般的な空気調和の快適条件は

◇冷房時には、外気温３５℃の時に室温２７℃程度・暖房時は外気温７℃で室温２０℃程度とされています。
そして、温度と共に湿度を快適にする事で、身体に優しく快適性と省エネ性を両立させるのが良いとされています。

◇湿度は成人の水分比率と同じ程度の６０％程度が良いのですが、気温が高い時は不快指数が高くなり、蒸し暑いのでドライ運転のように５０％以下にして体感的に涼しくしています。
暖房時には、逆に温度を上げるだけでなく、乾燥した室内で加湿により湿度を５０％程度に約２０％上げて体感温度２℃程暖かくしています。

熱中症は身体内の水分量（塩分他のミネラル含む）の減少や発汗により水分補給が不足して起こりますので運動中だけでなく睡眠時にも起こります。
また、湿度が低くても扇風機の風で水分（汗）が蒸発し、補給されていなければ熱中症は起こりますので
温度・湿度と同じく水分補給も十分留意しなければ発症の危険はあります。

要は、固定的な温度と湿度だけの条件でなく、風や体調・外気温等の関係で人間の体温調節機能を超える変化や過酷な条件にすると快適度が下がり熱中症等の健康障害が起こり易いです。

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Q蒸発温度はなぜ上昇する？

蒸発温度はなぜ上昇する？

蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、蒸発温度が上昇するメカニズムがわかりません。
実験では、凝縮温度が上がったとき、冷媒量を増やしたとき、蒸発器での熱交換量を増やしたときに、蒸発温度が上昇しています。

なぜでしょうか。

Aベストアンサー

ｐｏｏｈ－ｈａｙａ　様の質問はある特別な分野でのもののようですね。
普通の化学、物理だけの知識しかないものには判断できない言葉が出てきます。

「蒸発温度」とは何でしょうか。
蒸発はどの温度の液体でも起こる現象です。
「蒸発の起こる温度」という特別な温度が存在するわけではありません。

「蒸発温度」とは何かを説明してもらわないと答えようがありません。

この後にある「加熱蒸気」についてのご質問にはその分野の方からと思われる回答が付いています。
でもこの質問には回答が付いていません。
ということはその分野の中でも使われていない言葉なのではないでしょうか。

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温度が上がると気圧はどうなるのでしょうか？
http://www.youtube.com/watch?v=CLvuNAhGX_8
この動画を見て天気のことを勉強させていただいていました。

すると温度が上がると気圧がさがると言っているのですが
これはあっていますか？

僕のイメージでは
空気には目に見えない粒子があり、それが飛び回っていて、
気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか？

少しひっかかるのは、袋があるとし、その袋の中から外に押しているのが気圧ですか？
それとも、外から中に教えているのが気圧ですか？

教えてください。

Aベストアンサー

君の考え方にも，動画で見た先生の説明にも，少し無理というか考え違いの部分があります。

１．PV=nRT ・・・・・この式は閉じられた空間での，乾燥した空気の話しです。
２．夏と冬との海陸の気圧差について，海洋における蒸発の問題が考慮されていません。
３．先生の説明では，冬に何故大陸に高気圧が出来るのか，海洋が低気圧になるのかの説明が不十分です。

１．は他の回答でも触れられています。あくまでも密閉された容器内での，気温と気圧の関係です。自由空間(蓋のない容器)では，下から暖められた空気は上方に逃げて行く為，気圧が下がって低気圧になっているように見えます。
２．夏の太平洋では，昼夜の平均で見れば，陸地よりも海水の方が温度が高く，その為蒸発量も海域の方が遙かに多くなります。湿った空気と乾いた空気を比べると，湿った空気の方が遙かに軽くなります。このため海域の空気は大きく膨張し対流を起こしますが，上昇できる高さには制限があります。上昇範囲の最高高度を『圏界面』と呼び，圏界面より下の対流可能な範囲を『対流圏』と呼びます。夏の太平洋では，膨張した湿った空気の勢力は四方八方へも広がります。これが太平洋高気圧の正体です。台風は，太平洋高気圧の周辺部の，気流の乱れやすい地域(陸地からの冷気と接触する部分)で発生します。
３．冬の陸地は対流(大気大循環のシステム)によって，偏西風帯が南下してくる為，冷気団を抱え込むことになります。海域では日射が弱まる為，夏ほどには高気圧が発達しません。その関係で日本付近には冷気が強く吹き出してくる訳です。

それから，『気圧』の定義についてですが，１．のような容器内ではなく，自由空間での圧力を考えます。『１平方cmあたりの地表面における空気の重さ』或いは『君の肩に掛かる１平方cmあたりの空気の重さ』と定義します。平均的な地表面付近の気圧＝１気圧＝１０１３hp　はご存じでしょう。

気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか？

密閉容器内ではそう言う考え方も出来ます。別の考え方として，
密閉容器内では温度が高くなると，空気分子の熱運動エネルギーが高まり，分子同士の衝突が激しくなって，その結果として気圧が高くなる。逆に，冷えると運動エネルギーを失って気圧が下がる。・・・と考えます。
夏の太平洋高気圧は，非常に大きな密閉容器内での，大量に水蒸気を含んだ(熱エネルギー量の大きい)空気分子の「振る舞い」と，陸地での冷却・乾燥した大気の「振る舞いの結果」と理解しましょう。
解りにくい部分があったら，補足で質問してね。

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Q沸点＝？。溶液の内部から蒸発する温度

質問させていただきます。

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液体は常時表面から蒸発をしている。というのはある程度理解はできます。（コップの水を放置してるだけで時間がたつと水位が減る。など）

ですが沸騰の液体内部から蒸発が起きるという現象を理解できません。（身近にそうゆう現象を観たことがないので。）

どなたか身近な現象で内部からの蒸発を教えていただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ガラスの器（例えばコーヒーサイフォンなど）に水を入れて火に掛けたとき、表面から以外にも液体内部から気泡が発生している状態を見たことがありませんか？この時の状態は水という液体の内部で水蒸気という気体が発生している状態ですね。すなわち液体内部からも蒸発が起こっている＝沸騰です。

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