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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A 回答 (2件)

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。

お礼日時:2002/02/26 19:16

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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Q温度や湿度気圧などが分かる腕時計ってありますか?

凄く欲しいんです。温度計は絶対無いと嫌なんですが、湿度や気圧はできれば欲しいです。そんな腕時計ってありますか?また、あるとしたら値段的にはどのぐらいなんですか?

Aベストアンサー

カシオのプロトレックシリーズは温度計や気圧計があります。
湿度計はなかったと思います。
ただし、温度・湿度(仮にあったとした場合)は腕につけた状態では正確な測定はできません(体温や汗の影響を受ける)。

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

Q蒸発量より凝縮量が上回る場合について

画像の問題において、解説を読んだところ、Aでは蒸気圧の低いBでは水が増えるようなのですが、なぜBでは蒸発量より凝縮量が上回るのでしょうか。
Aと比較してBの蒸気圧が低ければ、Aが溶け込んだ外圧もBの蒸気圧より高くなるということでしょうか。

Aベストアンサー

沸点上昇というのをご存知だと思いますが、それは見方を変えれば蒸気圧の低下です。
沸点というのは蒸気圧が1気圧になる温度です。すなわち、沸点が高い→同じ蒸気圧になる温度が高い→同じ温度の比較であれば蒸気圧が低いということになります。
したがって、濃度の低い側の飽和蒸気圧は、濃度の高い側の飽和蒸気圧よりも高いです。したがって、その場合、濃度の低い側では水の凝縮量と蒸発量が同じになるはずです。しかし、濃度の高い側では飽和蒸気圧よりも実際の蒸気圧の方が高くなっているので、凝縮の方が多くなります。当然、凝縮すれば水蒸気量が低下しますので、それを補うように、濃度の低い側から水が蒸発します。

こういった水の移動は、理屈の上では、溶液の濃度が同じになるまで続きます。もちろん、溶液が均一に混ざっていることが大前提ですけどね。

Q各温度での相対湿度の求め方を教えてください。

不活性ガスを純粋中に通してバブリングを行い,湿度を変化させています.サンプルを入れている箱の中の温度を変化させて,一定の温度に保ち,湿度を変化させたガスをフローしているのですが,湿度の値はサンプルの箱に入る直前の値を測定しています.
湿度測定している場所は室温なのですが、サンプルが入っている場所は別の温度で一定の保っています.どうすれば、サンプルの箱内の湿度に変換できるでしょうか。
例えば,25℃(室温)で50%の湿度だとすると,サンプルの箱内(温度0℃や100℃)だと湿度の値はどうなるでしょうか。
わかる方是非教えてください。

Aベストアンサー

目的の部分での温度における飽和蒸気圧を Pt とします.
25℃での飽和蒸気圧を P25,25℃での相対湿度を R25 とすれば,求める温度での相対湿度 Rt は
Rt = R25×(P25/Pt)
これだけでいいはずです.
たとえば,100℃であれば P100 = 1 atm なので,P25 = 0.031 atm とすれば R100 = R25×0.031 ですし,0℃であれば P0 = 0.0060 atm から R0 = R25×5.17 です.ただし,Rt は最大でも100%なので,それを超える数値が出れば過剰水分がどこかに結露して RH100% になるということになります.

Q-NO2基と-NH2基とではどちらの官能基の付加が分子の水溶解度をあげますか?

例えばベンゼン基への付加を考えた時に-NO2基を付加するのと-NH2基を付加するのではどちらが水溶解度が上がりますか?
どちらも一般的に親水基だと思うのでどちらの付加が効果が強いのかが知りたいです。ちなみに-NH2基がイオン化しない高いpHでの比較です。考えを聞かせてください。お願いします。

Aベストアンサー

<データ>
 【脂肪族】
 ニトロメタン:任意の割合で混合
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
 メチルアミン:108g/100ml(20℃)
   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
 →アミノ基の方が上。

 【芳香族(置換効果)】
 フェノール:8.4g/100g(20℃) →単位が違いますが概ね「8g/100ml」でよいかと。
   http://www.jpca.or.jp/61msds/j7cb24.htm
 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
 2-ニトロフェノール:210 g/100 ml(20℃)(溶けにくい)
   →「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
 4-アミノフェノール:16g/l(20℃) → 1.6g/100ml
   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
  (誤記と思われる2-ニトロフェノールの値は無視:
   「最初は溶けにくくても根気強く続ければとける」というものはあると
   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、
 ニトロ基は窒素上に正電荷、酸素上に負電荷が乗っている分、
 後者の方が分極はより大きいものと考えられます。
 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
 分極の大きさが強く働く分、溶解度への寄与が大きいと推測されます。

 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。

<データ>
 【脂肪族】
 ニトロメタン:任意の割合で混合
   http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
 メチルアミン:108g/100ml(20℃)
   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...続きを読む

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。

>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...続きを読む

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。

Q温度が上がると気圧は下がる?気圧の意味

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。

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...続きを読む

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。

当方、危険物乙種の資格取得に努めているものですが基礎化学・物理の説明で

液体は、常時表面から液体を蒸発をしている。。なぜなら、飽和水蒸気量というものがあるため。
しかし、熱を加えて液温を高めるとある一定の所から温度変化が止まる。この状態になったとき液体内部からも蒸発が起こる。これを沸騰という。


という説明がありました。



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。

この状態になると水にあたられた熱エネルギーは、液体から気体への相変化のために使われることになり、液体の温度は一定から上昇しない現象がおきます。これを沸点といいます。

Q部屋の温度が高い方が湿度は低くなりますか?

冬って、部屋の温度が高い方が湿度は低くなりますか?
であれば
部屋の温度を下げれば、湿度は高くなりますか?

Aベストアンサー

一般に湿度はその温度での飽和水蒸気量を100%としますから、
(理想的には)温度が下がると分子はそのままで分母が減るので、湿度は上がります。

実際には部屋の温度が一定なんて事はあり得ませんから、もう少し複雑なのですが。

Q水(PVA溶液)の蒸発温度【おねがいします】

水の沸点を下げることってできますか?
(PVA溶液から水を蒸発させてPVAを取り出したいのですが、沸点を下げたいです。)
気圧を下げたりとかで環境を変化させるのではなく、化学的な手法で
何かを添加したり、混合溶媒(有毒な有機溶媒でないほうが良い)にしたり、という方法であれば教えてください。お願いいたします。

Aベストアンサー

(ちょっと脱線ですが)共沸の性質を使うのですか?
別に共沸濃度まで濃くしなくても沸点は十分に下がると思います。
何でもいいと思いますよ。
水より沸点が低いものであれば、ある程度混ぜれば沸点は下がります。
(共沸にする必要はありません。エタノール水系の共沸点は96%ぐらいですよ)
エタノールでも、メタノールでも、アセトンでも。。。
PVAに影響が無いものであればなんでも。
手間はかかりますが、加えては飛ばし、加えては飛ばしを繰り返してみてください。
これで水は飛ぶと思います(どのくらいの水分が許されるのかは分りませんが)。
でどうでしょう。


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