仕事がら水蒸気を扱うのですが、
先日、一斗缶の口にホースで水蒸気を入れ殺菌していました。
ちょっとした好奇心から、そのギンギンに熱くなった一斗缶に蓋をして
冷たい水をかけたところ
あっという間にペシャンコになりました。

ん~蒸気のパワーは恐るべし。
ここで質問です。
いったい蒸気が水になるとき体積はどれくらい縮むのでしょうか?
その逆に水を水蒸気にすると何倍の体積になるのでしょうか?

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体積」に関するQ&A: 体積の比較について

A 回答 (3件)

水18グラムが、0℃1気圧の水蒸気では22,4Lになります。


水蒸気の体積は絶対温度に、比例します。蒸気の温度が300度とすると(273+300)*22.4/273リットルが0.018リットルの水になります。
すると2612倍になっています。 
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この回答へのお礼

具体的な回答ありがとうございました。
一番参考になりました。

お礼日時:2007/04/23 20:29

水1molの体積はは約18ml(0.018リットル)。


これが気体になると22.4リットルですから、約1240倍になります。
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この回答へのお礼

専門的な単位だったので少し戸惑いました。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/04/23 20:30

水を水蒸気にすると、約1650倍になります。

この回答への補足

さっそくの回答ありがとうございます。
fjnobuさんの式から逆算すると
約90℃という日常的な温度の設定ですね。

補足日時:2007/04/23 20:24
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/04/23 20:31

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体積」に関するQ&A: 体積・容積の違いって?

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Q体積から重量の計算方法

昨年よりネット通販の業務に就いたばかり、ズブの素人でわからない事ばかりですが、その中で商品を発送する際にある運送会社を使って商品を発送する際は、料金表が重量基準(kg)となっている為、重量がわからない場合は、その商品の体積(M3)より重量を計算する必要があるのですが、計算の仕方がよくわかならいので出入りしている運送業者にたずねたところ、業界的には、体積より重量を計算する場合は、体積(M3)x280=換算重量(kg)になると教えられました。(例:体積1m3の場合 1x1x1x280=280kg) しかしながら、この計算方法についての(特に280という値)の根拠を聞いたところ、その人も昔からこれで教わったので根拠についてはよくわからないとの事です。 今、会社の上役よりこの計算方法について色々つっこまれていますが自分自身この計算方法の根拠が正しいのかよくわかりません。 どなたかこの計算方法が果たして正しいのか? その場合の根拠(280とう値等)、正しくない場合は、どの様に体積から重量へ換算すればよいのかアドバイス頂けますでしょうか? (色んなサイトを見ると水で考えると1m3=1t等の算数的説明がありますが出来れば実務的な方法でご教授頂ければ幸いです。)

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Aベストアンサー

クロネコヤマトの「容積換算重量」にその「280」という数字を使います。
http://www.kuronekoyamato.co.jp/yamatobin/yamatobin.html

>お荷物1つあたりの「重量」は、実重量を測った上で容積換算(下記参照)を行い、
>「容積換算重量」と比較して重い方が「重量」となります。

>【容積換算式】
>縦(メートル)×横(メートル)×高さ(メートル)×280=容積換算重量(kg)

容積と重量の関係は、梱包の仕方によっても違ってくるので一定ではないはずなので
No.1さんが言われるように経験則から決定したものと思われます。

>会社の上役よりこの計算方法について色々つっこまれていますが

クロネコのように説明ページにも載ってるのでこれを示せばよろしいのでは。

Q水蒸気が水に変わることを利用した空き缶つぶしについて

よく理科実験などで紹介されるものなのですが、
知りたいことがあります。
実験内容は以下のようなものです。
 フタをできるジュースなどのアルミの空き缶(下図のようなもの)
 を用意する。底に少量の水をいれ、フタをしない状態で熱する。
 水がほぼ蒸発するころ(缶内が水蒸気で満たされるころ)に
 フタをし、加熱をやめて放って置くと、缶内の水蒸気は水に戻る。
 このとき缶内上部には真空に近い状態が作られ、
 大気圧に耐えられない缶は徐々に潰れる・・・。

この場合は理解できるのですが、次の場合について疑問があります。
 水がほぼ蒸発するころ(缶内が水蒸気で満たされるころ)に
 フタをする代わりに、水槽に満たした水に、逆さまにした
 缶の口を突っ込む。すると水槽の水がフタの代わりになると同時に、
 放置に比べて冷却が急になるので、潰れ方が「豪快」になる。

というものです。
疑問に思う点というのは、「水がフタの代わりになる」
というところです。
直感的に私は、真空があるならトリチェリの真空的に
水を吸い上げるのかなと考えたのですが・・・。

水を急激に持ち上げる際、水の慣性よりも缶の形状維持の方が
弱いということでしょうか?アルミでなくスチールとか
鉄容器ならやはり吸い上げてくれるでしょうか・・・?

結論は「慣性」で問題ないでしょうか。
詳しい方よろしくお願いします。

よく理科実験などで紹介されるものなのですが、
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 を用意する。底に少量の水をいれ、フタをしない状態で熱する。
 水がほぼ蒸発するころ(缶内が水蒸気で満たされるころ)に
 フタをし、加熱をやめて放って置くと、缶内の水蒸気は水に戻る。
 このとき缶内上部には真空に近い状態が作られ、
 大気圧に耐えられない缶は徐々に潰れる・・・。

この場合は理解できるので...続きを読む

Aベストアンサー

>水を急激に持ち上げる際、水の慣性よりも缶の形状維持の方が
弱いということでしょうか?

水蒸気が水に戻ることで内部の圧力が小さくなります。
外の空気は1気圧です。水面にも1気圧かかっています。
結局缶の内面の空間を取り囲んでいる所には全て外部から1気圧の力がかかっているのです。水が上に吸い上げられるのもこの1気圧の圧力差のためです。缶が潰れるのも1気圧の圧力差のためです。

水の移動は連続体としての変化ですから缶の口から水が入るためには缶の外の水槽の水面がそれだけ下がる必要があります。缶の口の部分の水だけが移動するのではありません。
缶の口の部分の水だけが移動するするのであればその下の部分に新たな真空部分が生じる事になります。こういうことは起こらないはずです。
缶壁が弱ければ缶が潰れるという変化の方が起こります。缶壁が丈夫であれば時間はかかりますが水が吸い上げられるということになるでしょう。「水の慣性」と言っておられるのはこのことでしょうね。水の移動には時間がかかるのです。水面が十分に上昇する前に缶が潰れてしまえばその時点で圧力差は解消されてしまいますからもう水面は上がりません。
水の全体量が問題になります。ビーカーの水でやるか水槽の水でやるかで起こることが変わってきます。

潰れるのは圧力差ではなくて面にかかる力で起こります。
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普通の人の握力の2倍を超えています。

>水を急激に持ち上げる際、水の慣性よりも缶の形状維持の方が
弱いということでしょうか?

水蒸気が水に戻ることで内部の圧力が小さくなります。
外の空気は1気圧です。水面にも1気圧かかっています。
結局缶の内面の空間を取り囲んでいる所には全て外部から1気圧の力がかかっているのです。水が上に吸い上げられるのもこの1気圧の圧力差のためです。缶が潰れるのも1気圧の圧力差のためです。

水の移動は連続体としての変化ですから缶の口から水が入るためには缶の外の水槽の水面がそれだけ下がる...続きを読む

Q体積の計算方法について

体積の計算方法について、質問させて頂きます。
円柱は、両面(天面と底面)が円ですが、その天面を握りつぶしたような形状で、ちょうど「ねりわさび」のチューブ胴部分の体積の計算方法をご存知の方がおられましたら、ご教授御願いします。
水を入れての測定等は可能なんですが、どうしても計算で測定したいのです。よろしく御願い致します。

Aベストアンサー

#3です。
補足します。

A#3の立体モデルの形状は
底面が半径aの円、天面は長さ2aの線分で高さL、正面図(立面図)が長方形、側面図が三角形のモデルを想定しています。V==πL(a^2)/2
(A#3の下から3行目のV=SL/2=πL(s^2)/2の式のsはaのミスです。)

他の形状モデルについて
トイレットペーパーの芯の筒の片方を潰した形状モデルの場合を考えて見ました。
底面は半径aの円、上部は円筒を潰した直線(長さπa)
上部を線状に潰した時の高さをL(筒の長さより短くなります。)、正面図は逆台形、側面図は三角形です。水平断面は簡単のため楕円面(正確には楕円面の周長は2πaとしなければななりませんが)で近似した形状モデルを考えると、体積は以下のようになりました。
V=πL(10-π)(a^2)/6

(計算は高校で覚える積分を使わないとできません。π=3.14159...です。中学では、積分を使って導いた結果の式を公式として利用するか、立体モデルを作って液体を入れて容積を量て体積を求めるしかないですね。)

Q水蒸気の体積の変化(氷点下)

20℃の空気2000mlに水蒸気が3000ppm含まれている
場合を考えています
(水蒸気:2000ml×3000ppm=6ml)

この空気の露点は-8℃になります
-5℃に冷却した場合、露点よりも温度が高いので
水蒸気は水蒸気のまま、気体で存在していると思います

20℃から-5℃になったときの水蒸気の体積を計算して
水蒸気が何ppmになるか計算したいのですが
どう考えればよいでしょうか?

水蒸気を考えず、空気2000mlのみであれば
2000ml×(273-5)/(273+20)=1829.3ml と
計算できるのですが。
水蒸気の体積変化を知りたいです

Aベストアンサー

気体の状態方程式というのは、正確には理想気体に対するものです。
1気圧、2気圧の窒素や酸素ではよく当てはまります。
しかし、20気圧の二酸化炭素ではあまり当てはまりません。

これと同じで、低温の水蒸気は状態方程式にあまりあてはまりません。
簡単に言うと、水になりかけの水蒸気なのです。
ですから、冷却した場合、状態方程式で算出される値よりも、PVが
小さくなることが予想されます。

でも、計算上は状態方程式に従うと考えるしかありません。

Qスプリングの体積の計算方法を教えてください

仕事の都合で、スプリングの重量、体積を計算したいのですが
計算式があったら教えてください。
重量の目安程度なので、計算値の精度はそれほど問いません。

Aベストアンサー

スプリング体積Vは次の式で求めることができます。

 V=Lπr^2
     Lはスプリング線長。線長とは線を直線に伸ばしたときの長さで
     L=π×(スプリング内径と外径の平均)×巻き数。
     rはスプリング線の半径、つまり線径の1/2。
     ^2は2乗。

ただし、スプリングの巻きの密度が粗い場合には次の補正が必要です。
 補正後のV=V/cos(θ)
  θは巻きの角度(単位rad)で、θ=arcsin(スプリング長/L)。   

Q蒸気機関車で使う蒸気について

蒸気機関車では、どれくらいの圧力、温度の蒸気を使い、仕事をした後、どれぐらいの圧力、温度の蒸気を排出しているのでしょうか。また低熱源の温度は何度ぐらいですか。教えてください。

Aベストアンサー

蒸気機関車で使われる蒸気は下記の本によると、ボイラ出力で200℃:16気圧ですが、これは飽和水蒸気のため、ほっとくとすぐに水に戻ってしまうので、過熱(スーパーヒーティング)により16気圧のまま400℃まで上げられます。 これを断熱膨張させれば膨張比(蒸気機関車では締切り比といいます)により、排出温度,圧力が求められます。 排出蒸気は燃料の排気を吐き出させるため、2気圧は残してあったと思います。

また、排出されたところは常温ですが蒸気はずっと熱いため、低熱源温度より背圧を考慮したほうがいいと思います。 なお、復水器を使えば常温でも背圧を0.1気圧まで下げられますが、高い膨張比と複雑な構造を必要とするので、蒸気機関車に使われることは稀です。

おすすめ本: ネコパブリッシング 日本の蒸気機関車 1800円 写真がかっこいいし、構造も歴史もバッチリわかる。

Q体積の計算を教えてください

次の物体の体積がわかりません。
計算方法から教えてください。よろしくお願いします。

底辺の半径が12m、高さ12mの円錐があります。
底辺の中心から6.9m離れたところで、底辺から垂直に切断した時、小さいほうの物体の体積は何m3になるでしょうか。

Aベストアンサー

図1のように、円錐の頂点を原点としたxyz座標空間を考えます(円錐の中心軸がy軸と一致するようにとる)。すると、円錐の母線とyz平面との共有点はz=±yで表せます。

この円錐を、xz平面に平行な平面y=sで切ると、切り口は図2のような円になります。
z=y に y=s を代入すると z=s
よって、切り口の円の半径は s
円の式は x^2+z^2=s^2

したがって、円錐の側面上の点(x,y,z)は、
x^2+z^2=y^2  ・・・式1
で表せます。

次に方向を変えて、この円錐を、xy平面に平行な平面z=sで切ると、切り口は図3のような双曲線の一部になります。
(放物線ではない。)
式1に z=s を代入して、
x^2+s^2=y^2
x=±√(y^2-s^2)  ・・・式2
y=±√(x^2+s^2)  ・・・式3

ここから先は、2通りのうち好きな方で積分をして
車線部分の面積 S(s) を求めます。

しかし、質問者さんが積分を習っていなかったり、積分での答えを求めていなかったら、意味ないので、計算は省略します。

解法1
S(s)=∫【s~12】{√(y^2-s^2)-(-√(y^2-s^2))}dy
=2∫【s~12】√(y^2-s^2)dy

解法2
S(s)=∫【-√(12^2-s^2)~√(12^2-s^2)】{12-√(x^2+s^2)}dx
=2∫【0~√(12^2-s^2)】{12-√(x^2+s^2)}dx

どちらでも S(s) は同じ式になると思います。
あとは、問題で与えられた範囲で面積を積分して体積を求めます。

(小さい方の体積)=∫【6.9~12】S(s)ds

以上です。
積分は公式を見ながらがんばってください。

図1のように、円錐の頂点を原点としたxyz座標空間を考えます(円錐の中心軸がy軸と一致するようにとる)。すると、円錐の母線とyz平面との共有点はz=±yで表せます。

この円錐を、xz平面に平行な平面y=sで切ると、切り口は図2のような円になります。
z=y に y=s を代入すると z=s
よって、切り口の円の半径は s
円の式は x^2+z^2=s^2

したがって、円錐の側面上の点(x,y,z)は、
x^2+z^2=y^2  ・・・式1
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Q過熱蒸気と飽和蒸気についての質問です。

過熱蒸気と飽和蒸気についての質問です。

飽和蒸気・・化学プラントなどの熱交換器で使用すると伝熱効率が最も良い。

過熱蒸気・・・過熱程度により化学プラントなどの熱交換器の伝熱効率が低下する。

何故、水分を含んでいる飽和蒸気の方が伝熱効率が良いのでしょうか?

Aベストアンサー

いま議論に前提が必要です。つまり、過熱蒸気が熱交換器中で飽和蒸気に変わることはない。
1.飽和蒸気は熱交換器中で水が相変化し蒸汽から水に変わるためその潜熱(凝縮熱)を熱交換器で「相手の媒体」に与えることが出来る。
2.過熱蒸気は「乾燥したまま」熱交換器を通り抜けるので、凝縮熱は利用されない。

それだけです。

QEXCELで座標から体積の計算

4点の3次元座標をいれてEXCELで体積の計算をしたいのですができますでしょうか
形は不定形です
よろしくお願いします

Aベストアンサー

計算は出来ます。
計算方法、計算式の問題ですので、どちらかというと数学的なお話です。

4点をABCDとします。
三角形ABCの面積を求めます。
 -BCの長さ、ACの長さ、ABの長さを計算してヘロンの公式
 -角A、ABの長さ、ACの長さを計算して
点DからABCのなす面への距離を求めます。
三角錐(=四面体)の体積=底面積(△ABC)×高さh(点Dから△ABCの距離)×1/3

とか。

--
方法はともあれ、とにかく体積が知りたいぜ。って場合、Excel用のオンラインソフトなどから座標入力できるものが無いか、探してみては?

体積計算アドイン2.1
http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se272062.html
AutoFigure1.0.1
http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se298074.html
Excel面積、体積の計算
http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se252113.html
体積&重心1.6
http://www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se288993.html

計算は出来ます。
計算方法、計算式の問題ですので、どちらかというと数学的なお話です。

4点をABCDとします。
三角形ABCの面積を求めます。
 -BCの長さ、ACの長さ、ABの長さを計算してヘロンの公式
 -角A、ABの長さ、ACの長さを計算して
点DからABCのなす面への距離を求めます。
三角錐(=四面体)の体積=底面積(△ABC)×高さh(点Dから△ABCの距離)×1/3

とか。

--
方法はともあれ、とにかく体積が知りたいぜ。って場合、Excel用のオンラインソフトなどから座標入力できるものが無いか、探してみて...続きを読む

Q水の比熱が水蒸気や氷の比熱より大きいのは何故?

水の比熱が水蒸気の比熱より大きく、氷の比熱より大きいのは何故ですか?
水の自由度は水蒸気の自由度や氷の自由度よりも大きいのでしょうか?
そうだとすれば、水の自由度が水蒸気の自由度や氷の自由度よりも大きいのは何故ですか?

Aベストアンサー

>この図ですとガラス管A,B,Cの水位は、少なくとも蛇口の流量が非常に大きくない限り全て等しく、水槽の水位と同じになるように思います。図が違っていますでしょうか?

水槽の水位と同じになるというのに疑問を感じますか。
系の温度が熱浴の温度に等しくなるということに対応しています。

図の中のものよりも水位が高い場合、低い場合についても線を引いてもらうといいでしょう。

水はどんどん連続的に入れるのではありません。
ある高さのところで水を一旦止めます。そこから少しまた水位を上げるのです。
変化率を見ています。平衡状態は実現しているとして考えます。熱の伝わり方についての「抵抗」は考える必要がありません。
図の線の位置hで少し水位を上げたとします。⊿hとします。ガラス管の断面積をSとします。ガラス管内の水量の増加は7S⊿hです。このhの付近であればhの位置が少し変わってもいつも7S⊿hです。
線をB、Cのガラス管の細いところに引いたとします。
そこで少し水面の高さを変えたとします。ガラス管の中での水量の増加はほぼ5S⊿hになります。

「狭いところに集中して」ということで抵抗が生じるとしておられるようですね。

>この図ですとガラス管A,B,Cの水位は、少なくとも蛇口の流量が非常に大きくない限り全て等しく、水槽の水位と同じになるように思います。図が違っていますでしょうか?

水槽の水位と同じになるというのに疑問を感じますか。
系の温度が熱浴の温度に等しくなるということに対応しています。

図の中のものよりも水位が高い場合、低い場合についても線を引いてもらうといいでしょう。

水はどんどん連続的に入れるのではありません。
ある高さのところで水を一旦止めます。そこから少しまた水位を上げるのです。
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