『ボヘミアン・ラプソディ』はなぜ人々を魅了したのか >>

 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?

このQ&Aに関連する最新のQ&A

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。 
    • good
    • 11
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。
    • good
    • 1
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
    • good
    • 2
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

このQ&Aに関連する人気のQ&A

体積」に関するQ&A: 体積・容積の違いって?

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水蒸気は水の何倍ぐらいの体積になりますか

どのくらいの倍数になるか知りたいのです

Aベストアンサー

温度や圧力によって違います。
1気圧100℃の状態であれば、(22400x373)/(273x18)=1700倍になります。
ただし、温度が1℃変化するごとに、上記の373分の1ずつ変化します。また、圧力には反比例します。

Q体積の変化について

「水が摂氏100度で蒸気になったとき、その体積は約1700倍に膨張する。」という記述を読んだのですが、なぜそうなるのでしょうか。
手持ちの資料で調べたところ「あらゆる気体は圧力を一定に保っておく限り、温度が摂氏で1度変化するごとに摂氏0度における体積の1/273だけ変化する」という記述は見つけたのですが、液体から気体に変わった場合はどうなるのかは見つけられませんでした。
きっと探し方が悪いと思うのですが、物理はど素人なのでどこを探していいのか、どんな本を見ていいのかもわからないのです。
どなたかご説明していただけるととても嬉しいです。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

普通、水1グラムは1mlですね。気体の状態方程式pV=(W/M)RTを使いp=1,M=水の分子量18、W=1(グラム)、R=0.082、T=273+100を代入するとV=1.699となります。
1mlから1.699lに体積が増えたので約1700倍ですよね。

Q液体の水が気体になると体積は?

一定温下で、圧力を変化させ、純水を蒸発させた場合体積はおよそ何倍になるのでしょうか?
また他の液体でもほぼ同じ比と考えて良い物でしょうか?
一般的数字で構いませんので分かる方お願いします。

Aベストアンサー

このこと?。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=127177

Q熱交換の基礎式を教えてください。

熱交換器における基礎式を教えてください。
蒸気と水での熱交換を行う際に、入口温度と出口温度の関係、
それに流速等も計算のデータとして必要なんだと思うんですが、
どういう計算で熱量、流速を決めればいいのか熱力学の知識がないので
分かりません。
いろんな書籍を買って勉強していますが、難しくて分かりません。
それに独学ですので、聞ける人がいなくて困っています。
どなたか、簡単に熱交換の基礎式などを教えてください。

Aベストアンサー

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2種類有る。
 L:伝熱面厚み
 kav:伝熱面の熱伝導率の異種温度の平均、熱伝面内外で温度が異なり、温度によって変化する熱伝導率を平均して用いる。
 hは、流体の種類や流れる速さ(主な指標はレイノルズ数)によって変化します。
 hsは、どの程度見積もるか、、、設備が新品ならZeroとしても良いのですが、使い込むとだんだん増加します。
 更には、Aも円管で厚みが有る場合は、内外を平均したり、Δtも入り口と出口の各温度差を対数平均するとか、色々工夫すべきところがあります。

>冷却管はステンレス製(SUS304)です。
 →熱伝導度の値が必要です。
>冷却管の中の水の温度は入口が32℃で出口が37℃です。>流量は200t/Hr程度流れております。
 →冷却水が受け取る熱量は、200t/Hr×水の比熱×(37-32)になります。この熱量が被冷却流体から奪われる熱量です。=Q
>冷却管の外径はφ34で長さが4mのものが60本
>冷却管の外径での総面積は25.6m2あります。
 →冷却管の壁厚みの数値が計算に必要です。
 伝熱面積も外側と内側を平均するか、小さい値の内側の面積を用いるべきです。

 まあしかし、現場的な検討としては#1の方もおっしゃっているように、各種条件で運転した時のU値を算出しておけば、能力を推し測る事が出来ると思います。
 更には、熱交換機を設備改造せずに能力余裕を持たせるには、冷却水の温度を下げるか、流量を増やすか、くらいしか無いのではないでしょうか。

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q給水量と蒸発量について

ボイラーの給水量と蒸発量はほぼ同じと考えて差し支えないでしょうか。
また給水量は通常m3で、蒸発量はtで表記されると思うのですが、
両者の単位換算はどう行ったらよいのでしょうか・・。
たとえば、(ほぼ同じと仮定して)蒸発量から給水量を求めたいときはどうすればいいのでしょうか。

蒸気になってしまうと1t=1m3ではなくなりますよね。
ボイラーの圧力から換算できるのでしょうか。

大変困っているのでどなたかご教授いただけたら幸いです。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

次のサイト
http://www.tlv.com/ja/introduction_lecture/introduction_lecture5.html
にある式の直後の段落での説明によると
実蒸発量 = 給水量 - 缶水ブロー量
であるようです。ブロー水については、次のサイト
http://www.kuritabuiltech.com/syouene/syouene02-02c2.html
に図があります。

缶水ブロー量が給水量に比べて無視できるほど小さければ
実蒸発量 ≒ 給水量 (1)
となりますが、次のサイト
http://ghg-guideline.env.go.jp/measures/view/27
の図1の横軸には 缶水ブロー量 ÷ 給水量 の値として 0~18% がとってありますから、(1)式が成り立つと考えて差し支えないかどうかは(その判断基準も含めて)場合によるということになるのではないでしょうか。

単位についてですが、1 m^3 の水の質量は約1 t ですから、両者は水の量としては同じです。つまり、1 m^3 の水がそのまま蒸発した場合の水蒸気の量は約1 t です。

素人ですので、間違いがあるかもしれません。

次のサイト
http://www.tlv.com/ja/introduction_lecture/introduction_lecture5.html
にある式の直後の段落での説明によると
実蒸発量 = 給水量 - 缶水ブロー量
であるようです。ブロー水については、次のサイト
http://www.kuritabuiltech.com/syouene/syouene02-02c2.html
に図があります。

缶水ブロー量が給水量に比べて無視できるほど小さければ
実蒸発量 ≒ 給水量 (1)
となりますが、次のサイト
http://ghg-guideline.env.go.jp/measures/view/27
の図1の横軸には 缶水ブロー量 ÷ 給水量 ...続きを読む

Q水蒸気の重量について

水蒸気の重量について

常温・1気圧で、1m3の水蒸気の重量って、どのくらいでしょうか?

開放型ガスファンヒーターの加湿効果の度合いとコストを割り出そうとしてましたが、水蒸気の体積あたりの重量で止まってしまいました

よろしくお願いします

Aベストアンサー

1モルの水が蒸発すると摂氏0度1気圧で22.4リットルの水蒸気になります
ある温度Tにおける体積は22.4リットルに(T+273)/273をかければいいです
後は計算してください

Q気体1molは22.4L、液体1molは何L?

こんにちは。初歩的な知識しかないのですが、どんな物質でも0度1気圧で気体1molって22.4Lですよね。

じゃあ、液体とか固体の物質は1molでどのくらいの体積になるのでしょうか。たとえば、液体を考えると水だったら1molで18ml、液体水素だったら2ml?とかだと思うのです。一見、法則性は無いように見えますが、1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

ご存知の方いらっしゃいますか? 気になるので教えてください!!

Aベストアンサー

>1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

法則性などありません。
分子の質量、大きさはばらばらです。
それをどのように並べて行くかもばらばらです。

気体で成り立つ「温度、圧力が同じであれば1molの体積は分子の種類によらず同じになる」という性質が特殊なのです。隙間だらけの空間の中に動きまわっている気体粒子(分子の場合が多いです)があるという条件が特別なのです。空間が大きいですから分子の大きさや質量の違いが消えてしまったのです。特別に成り立つ性質だから法則になっているのです (化学では目に見えない原子や分子を扱っています。「分子の種類によらず成り立つ」という性質は第一級の法則です)。

>どんな物質でも0度1気圧で気体1molって22.4Lですよね
どんな物質でも成り立つというわけではありません。
0℃で1気圧の気体状態を実現出来ない物質はたくさんあります。水もそうです。
水で1気圧の圧力が実現できるのは100℃以上です。0℃であればもっと小さい圧力(0.006気圧)しか実現できません。そういう気体に対しては0℃、1気圧に読み直して考えています。

>また水の密度は4度の時1mlが1g(水、ウィキペディアより。密度は単位体積あたりの質量、ウィキペディアより)←これは実測値なんでしょうか。理論的に導きだしたい。
>そもそも水がどうして1mlで1gなのかがわからないです・・・

密度は全て測定でしか分かりません。
「理論的に」とはどういうことでしょう。
密度は水の分子量や分子構造に関係なく求められるものです。
体積と質量とがわかればいいのです。
水の場合に1mlで1gと、数字が1ばかりになるのはgという単位を水を基準にして決めたからです。
比重が1になるというのも重さの比較の基準が水だったからです。
水1gの温度を1度上げるのに必要な熱量が1calというのも水が基準だからです。

もっと後の時代に、より精度の高い数値が必要になって基準が取り換えられたとしても元の数字は大きく変わりません。(大きく変わると困ります。)

そういうことで言えば原子量の基準は水素です。一番軽い水素原子を基準にとってその何倍であるかが原子量です。小数点下第1位までしか普通扱わないのですからこれで十分です。

原子量は比較質量です。従って分子量も比較質量です。
>単位は密度がg/Lで、分子量はg/molで、
分子量には単位が付きません。g/molになるのは分子量ではなくてmol質量です。

液体の水H2O 1molで18ml、液体の水素H2 1molで28.6ml
分子の数は同じです。分子1つ当たりの体積は水素の方が1.5倍大きいです。
分子1つの質量は水の方が9倍大きいです。当然分子1つの大きさも水の方が大きいです。
大きくて重たい水の分子の方が、小さくて軽い水素分子よりも狭い空間の中にいるのです。
これが#3にある「分子間力の違い」を表しています。

#3
>水と油ではずいぶん密度が変わりますが、これも分子同士の引っ張り度合いが違うから起こるのです。

私のイメージでは「ずいぶん密度が変わる」ではなくて「近いところにある」です。
金属などに比べるとたいていの有機物は密度の値が近いのです。
(鉄:原子量56、比重7.9  銅:原子量64、比重9.0)
てんぷら油の成分であるオレイン酸の比重は0.9、ガソリンの成分であるオクタンの比重は0.7です。
分子量の値はオレイン酸282、オクタン114です。水よりもずっと大きいです。大きくて、重たい分子が材料になっているのに密度が小さいのです。分子と分子の間の隙間が大きいということになります。でも近い値ですから隙間が特別大きいわけではありません。
異性体について比較してみるのも面白いでしょう。
分子を作っている原子の種類、数が同じであるのに構造が異なる場合です。
ブタノールC4H9OH 比重0.81、 ジエチルエーテルC2H5OC2H5 比重0.71
分子量はどちらも74です。

>1モル体積という呼び方をするのですね。

こういう呼び方はふつうしません。単に「mol体積」、または「モル体積」です。
mol体積の単位がL/molです。
標準状態の気体の場合であれば22.4L/molです。
液体の水であれば0.018L/molです。

#4
>水が沸騰しても同じ体積の中に閉じ込められていると、体積が3桁増になりたいのに「我慢」をさせられるわけです。

だから沸騰がおこらないのです。沸騰がおこらずに温度が高くなります。蒸発は起こりますから釜の中の空間の圧力も高くなります。圧力釜には蒸気の逃がし弁が付いています。その弁の働きで圧力がある高さのところでほぼ一定になります。その圧力で決まる温度になって初めて沸騰がおこります。沸点はかなり高くなっています。

>だから、圧力鍋を使うと具材が強く押されて柔らかくなります。

圧力釜は圧力で押さえつけて調理する道具ではありません。
普通の鍋で調理する時よりも高い温度を維持することができるので、芯まで軟らかくなる時間が短くなるのです。

>1molの液体または固体だと何mlになるってなにかで計算できる(法則性がある)のではないかと思うのです。

法則性などありません。
分子の質量、大きさはばらばらです。
それをどのように並べて行くかもばらばらです。

気体で成り立つ「温度、圧力が同じであれば1molの体積は分子の種類によらず同じになる」という性質が特殊なのです。隙間だらけの空間の中に動きまわっている気体粒子(分子の場合が多いです)があるという条件が特別なのです。空間が大きいですから分子の大きさや質量の違いが消えてしま...続きを読む

Qなぜ、水は個体(氷)になると体積が増えるのですか?子供に聞かれて答える

なぜ、水は個体(氷)になると体積が増えるのですか?子供に聞かれて答える事ができません。誰か教えてください!

Aベストアンサー

ごくおおざっぱに言えば、液体というのはおもちゃ箱に積み木をばらばらと放り込んだ状態です。
一方、固体というのは積み木をきちんと並べてしまった状態です。
たいていの積み木は、きちんと並べた方が小さな箱に収まります。
ただし、たとえば、枝が生えたような形の積み木(積み木か?)だとして、ばらばらなときにはどういう状態でもいいけど、並べるときには、ちゃんと、枝と枝をっくっつけて並べないといけないという決まりがあれば、そういう積み木に限っては、きちんと並べると、お互いに枝が突っ張る分、大きな箱が必要になります。
実は、水の分子というのはこういう珍しい特徴を持っています。

もう少し付け加えると、水の分子構造の関係で、液体の状態だと、単にばらばらというよりも、お互いにくっつこうとします。こういうわけで、液体の状態でも、ちょっと体積が減る傾向があります。

そんなわけで、水は凍ると体積が増えるわけです。

Q凝縮水と飽和水蒸気圧力

(1)飽和水蒸気圧は(全圧?)かけらてる圧力によって変わりますか。

(2)たとえば大気圧が二倍になっても水蒸気圧は変わりませんか。また飽和水蒸気圧ではない水蒸気圧という概念がありますか。


(3)コンプレッサーの話みたいですが(私は機械ではなく水蒸気圧に関心があります)。

「圧力による飽和水蒸気量」というグラフが(ドレン|三井精機工業株式会社の)サイトで見られます。
「飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し圧力の上昇に伴い減少する。」
と前説して「凝縮水」の話題になります。

上記サイトのその表現はかなり不正確でしょうか。であれば校正してください。この会社独自のものではないと思われるので本件は業界的なんでしょうか。私には何が正解か分かりませんので疑問になりました。

(4)凝縮水とは何ですか。因みに私はコンプレッサーという代物が何かほぼ分かりません。


答えたいところだけで構いませんので、ご教授よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.7 追
う~ん。
> 飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し、圧力の上昇に伴い減少する。
という表現は紛らわしいですね。
『飽和水蒸気量は圧力一定の場合は温度の上昇に伴って増加し、温度一定の場合は圧力の上昇に伴って減少する』という表現が分かりやすいでしょう。
質問のドレンの説明ページでは「一定量の空気の圧力を上げる」ケースではなく、「水蒸気を含む空気を沢山集めてきて圧縮する」ケースを説明しており、「集まりすぎて空中に溶けていられなくなった余分」が凝縮してドレン排出されるということを説明しているのですよねー。
先の回答であげた説明で言うと、体育館の中で子供達が走り回っているところに、さらに「外にいた子供達」を追加するケースです。

> 圧力をかけた場合、(温度上昇して)、温度が下がらないから、過飽和は絶対に成立しないのでしょうか。
そうです。
一定量の空気の体積を小さくしても(圧縮)、その際に生じる熱を外部に出さなければ凝縮は起きません。
『湿度120%』なんて事はおきないと思って下さい。

> 原典のサイトはその熱が放出された後の!凝縮水という状態変化ですよね。
> 圧力で凝縮水ではありませんよね。その放熱を除く記述はやはり良くないですね。
> でないと色んな知識がつながりません。
機械を扱う上では計算式に当てはめるだけの知識でもとりあえず支障はないわけですけど、少なくとも学生向けの説明資料としては向かないですね。あの説明で理解できる人には、あのページの説明自体が不要ではないでしょうか(^^;

> 原典のグラフの縦軸は「1気圧における1m^3あたりの飽和水蒸気圧」のような感じ
No。「飽和水蒸気圧」は圧力(単位はkgf/cm^2やPaなど)ですよ?
グラフ縦軸は1気圧1m^3(かつ湿度100%)の空気が含んでいる水蒸気の量(重さ:g)を示しています。
つまり1m立法の空間にどれだけの水分があるか、ですね。
グラフタイトルに『圧力による飽和水蒸気量の変化』と書いてありますよね。各温度・圧力において、空気1立法メートル中に含まれる水分量がどれだけかを見る「早見表」として使うものです。
圧縮機を扱う人は、あのように整理した「早見表」から空中の水分量を見て取って、それを計算式に当てはめるだけで圧縮した場合にどれだけの水が排出去れるかを知ることが出来る、というわけです。

例えばこの「早見表グラフ」を使えば、
40℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は、最大52gの水分を水蒸気として含むことが出来る。
同じく0℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は最大4.9gの水分を水蒸気として含むことができる。
ということが読み取れます。

だから湿度100%で温度40℃、圧力6kgf/cm^2Gの空気を密閉容器に入れて、圧力6kgf/cm^2Gを保ったまま0℃まで冷やすと、その差(52g-4.9g=47.1g)の水蒸気が水になって出てくるということが分かる。

※ちなみにグラフ横軸単位のGは「ゲージ圧(大気圧との差)」を示す記号。1atmは0kgf/cm^2Gです。それと、左に「1気圧下での飽和水蒸気量」という表が付いてますよね。この表はちゃんと温度が変数になっています。

> 飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まる、は間違いという事ですか。
> 温度変数をやめて他の変数では無理という意味ですよね。
飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まると言っていいです。
厳密には他のファクターもあるのですが、それによる「誤差」は極めて僅かですから、実用上何の支障もなく無視できます。

参考URL:http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kukichunosuijoki.htm

No.7 追
う~ん。
> 飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し、圧力の上昇に伴い減少する。
という表現は紛らわしいですね。
『飽和水蒸気量は圧力一定の場合は温度の上昇に伴って増加し、温度一定の場合は圧力の上昇に伴って減少する』という表現が分かりやすいでしょう。
質問のドレンの説明ページでは「一定量の空気の圧力を上げる」ケースではなく、「水蒸気を含む空気を沢山集めてきて圧縮する」ケースを説明しており、「集まりすぎて空中に溶けていられなくなった余分」が凝縮してドレン排出されるというこ...続きを読む


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング