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両者の違いが分かりません。
どなたか教えてください。できれば今日中に…

A 回答 (2件)

確か同じものですよね。



気化熱は潜熱の一種です。
潜熱というのは物体の相が変わるために必要な熱量のことで、
固相←→液相(融解、凝固)のときを融解潜熱、
液相←→気相(蒸発、凝縮)のときを蒸発潜熱、
固相←→気相(昇華)のときを転移潜熱というわけです。

この回答への補足

今学校のレポートでこの事についてやっているのですが、
問題が、

温度60℃、湿度10%の空気1kgが水分10%を蒸発させて、
これを吸収した空気の温度は何℃か?(比熱:農産物1/3、水1)
ただし水1gの気化熱は639cal、水の蒸発潜熱は560calとする。

という、わけのわからない問題になっています。
とりあえず、気化熱と蒸発潜熱の違いを知ろうと思ったのですが、
気化熱と蒸発潜熱は同じ物なのに、なぜ値が異なっているのでしょうか?
この差には何かあるのでしょうか?

補足日時:2002/12/23 19:09
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
分かりやすい解説で☆
また質問をした時はよろしくお願いします。

お礼日時:2003/02/04 11:56

>温度60℃、湿度10%の空気1kgが水分10%を蒸発させて、


>これを吸収した空気の温度は何℃か?(比熱:農産物1/3、水1)
>ただし水1gの気化熱は639cal、水の蒸発潜熱は560calとする。

 上の文章は、訳がわからないと言うか、間違いと言うか、変です。良く解りません。
 「温度60℃、湿度10%の空気1kgが水分10%を蒸発させて」:かなり乾いた空気なので、その物から更に「水を蒸発させる」って..?

 ここで、用語の定義を述べて置きます。

 気化熱:液体の沸点における蒸発潜熱
     水の場合、539calですが、上記では639calです。書き間違い?

 蒸発潜熱:在る温度における液体が気化するのに必要な熱
      これは温度により異なります。0℃では597cal、60℃では563cal、100℃では539calになります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
熱力学って難しいですね。
生物を専門とする自分にとって今、一番の課題は物理嫌いを解消することだと思います。
参考にさせて頂きました。どうもありがとうございました。

お礼日時:2003/02/04 11:55

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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

Q水の蒸発潜熱

現在熱量について勉強しております。
今は水についての勉強になったのですが、水の「蒸発熱」と「蒸発潜熱」は一緒の意味として捉えてよろしいのでしょうか。
また、蒸発潜熱[l]=2500.8-2.3668*T(温度(℃))という式があるのですが式の誘導がうまくいきません。

・「蒸発熱」=「蒸発潜熱」でいいのか。
・蒸発潜熱の式の誘導について

以上2点について教えていただけたら嬉しいです。

Aベストアンサー

いまどき潜熱 (latent heat) なんて言葉を使うんですかね.
状態変化に伴う熱の出入り,とくに発熱する側は,系の内部に潜んでいた熱が出てくるというようなニュアンスで (明らかな熱源が一見ない) 使われた用語ですが,今はそういう持って回った言い方はしないと思います.
つまり,昔のいうところの蒸発潜熱は,今は蒸発熱というわけです.ただし,この蒸発熱は何もいわなければ「エンタルピー変化」,つまり定圧過程であることには注意する必要があります.昔の文献で蒸発潜熱という場合に,過程が定圧的であるかどうかは必ずしも明確でない場合もありますので,その辺は注意する必要があるかもしれません.

式の誘導は前提条件がわかりません.そもそも蒸発熱など実測するしかないものですし,それに対して実験式,経験式はあり得ますが,理論式は (出せないわけではないですが) 実用的な精度を出すのはきわめて困難だと思いますが.とくに水は挙動が複雑ですしね.

Q蒸発量の熱量計算

明けましておめでとうございます
★水の場合
 10℃の水300Lを蒸発させる熱量ですが、下記で回答で
 正解でしょうか?
 ・10℃の水300Lを100℃にするのに必要な熱量
   4.19kj/kg・℃×300kg(100-10)=27000kcal
・100℃の熱湯を蒸発させるのに必要な熱量
   2.258kj×300kg=161671kcal
計 188671kcal (答)
★溶液の場合
 300L(濃度30%/液温10℃/比重1.25)の溶液の水分を蒸発
 させナトリウム化合物を回収したところ5%の含水率であ
 った。回収量はいくらか?
  300L×30%=90L
90L×1.25=112.5kg
含水率5%=(300-90)×5%=10.5kg
112.5kg+10.5kg=123kg(答)

正月早々恥ずかしいのですが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

明けましておめでとうございます。
★水の場合
 単位がカロリーなので、直接カロリーで計算した方がよいと思います。また、式の上でJとcalの換算がなされていないのが気になります。結果はおおむね正しいと思います。
1 kcal/kg℃ x (90℃) x 300 kg=27000 kcal
540 kcal/kg x 300 kg = 162000 kcal

★溶液の場合
まず、体積を重さに直し、食塩の重さを計算します。
溶液の重さは、300x1.25=375 (kg)です。
食塩の重さは、375x0.3=112.5 (kg)
食塩の含水量が5%ということは、回収された含水食塩の95%が上記の食塩の重さということでしょうから、回収された食塩の重さは、
112.5÷0.95=118.42 kg
と言うことになると思います。
含水率5%の意味することが、回収された食塩中の含水率というのでなければ結果は変わってきます。
なお、上で書かれている計算式の考え方は、少々おかしいと思います。30%というのは「重さ」の話ですので、始めに体積を重さに換算した後に計算を始めるべきだと思います。

明けましておめでとうございます。
★水の場合
 単位がカロリーなので、直接カロリーで計算した方がよいと思います。また、式の上でJとcalの換算がなされていないのが気になります。結果はおおむね正しいと思います。
1 kcal/kg℃ x (90℃) x 300 kg=27000 kcal
540 kcal/kg x 300 kg = 162000 kcal

★溶液の場合
まず、体積を重さに直し、食塩の重さを計算します。
溶液の重さは、300x1.25=375 (kg)です。
食塩の重さは、375x0.3=112.5 (kg)
食塩の含水量が5%ということは、回収された含水食塩の95%が上...続きを読む

Qなぜ100度になっていない水も蒸発するのでしょうか?

中一の子供に
「水は100度で蒸発するって習ったけど、部屋や外に置いてある水が、沸騰してないのに、ちょっとずつ蒸発してるのはなんで?」
と聞かれました。
どなたか中学生にもわかるように、説明していただけるかたいらっしゃいませんでしょうか!(自分もそういわれると、気になってしょうがなくなりました・・笑)

Aベストアンサー

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

 この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

 さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない(氷にはならない)けれど、完全に切り離されてばらばらにもならない(水蒸気にならない)状態にある水の「分子」の集まりです。この集まりの中には、ちょっと"元気な"分子もいて、中には空気中に飛び出してしまうものがあります。一方、空気中の水蒸気の中にはちょいと"元気"がなくなって、"おとなしくしている水"の仲間に加わるものもあります。

 このような性質を持つ水を、空気といっしょに密閉容器に半分くらい入れて温度が一定の状態に保ってみましょう。最初は水蒸気がなかった、つまり完全に乾燥した空気があるとします。初めのうちは、水の中の"元気者"がどんどん出て行って空気中に広がり、湿度が上がっていきます。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるので、そのうち容器の中の空気は水蒸気でいっぱいになってしまいます。湿度100%です。こうなってしまうと、後は、ちょいと"元気がなくなって"水に戻る分子と"元気よく"水から飛び出す分子の割合が等しくなって、見かけ上何も変化が起こらなくなります。

 密閉容器の場合は、上記のようになりますが、水が部屋や外にある場合は、空気は大量にありますしどんどん入れ替わりますから、周囲の空気の湿度が何かの理由で100%にならない限り、水からは分子が逃げ出す一方になります。そのために、からっとした季節には、雨上がりにあった水たまりがいつの間にか蒸発してなくなったり、洗濯物がよく乾いたりするわけですね。逆にじめじめした季節には乾きが悪くなります。

 ちなみに、水は1気圧のもとで100℃で沸騰します。このときも蒸発は起こっていますが、水の表面ではなくて内部でいきなり気体になる(この現象を「沸騰」と呼んでいます)分子の方が圧倒的に多くなるので、目立たなくなります。

("元気"のような擬人的な表現を使いましたが、本来は"運動エネルギー"のような物理用語を使わなければいけません。中学生にもわかるように、ということですので、敢えて"禁断の"表現法を使いました。)

 「今日はじめじめしてますね」とか、「異常乾燥注意報発令中」とか聞いたことありませんか? どれも、湿度つまり空気中の水蒸気の量を問題にしている言い方です。もっと直接的には「今日の○○時の湿度は△△%程度です」などという表現をすることもあります。

 この湿度というのは何を基準にしているかというと、その時の温度で、空気中に存在することが可能な水蒸気量です。空気には含むことができる水蒸気の量に限界があるというわけです。

 さて、液体の水は、互いに結びついて完全に固くはならない(...続きを読む

Q水の蒸発熱(潜熱)に圧力依存性はありますか?

初心者のタイトル通りの質問です。蒸発熱に温度依存性があることは知っていますが、接している気体の圧力によっても変わるのでしょうか? 私は温度で変わるのだったら何となく圧力でも変わるのではないかと思います。
どこかにすでに質問があるかとこのサイトでも調べたのですが解りません。実際はどちらなのでしょうか。もしご存知の方がおられましたらご回答かURL等をご紹介いただけないでしょうか。よろしくお願い申し上げます。

Aベストアンサー

No3です。あとから考えて”温度固定で水の分圧は上がるわけでもなさそうなので”ちょっと余計でした。理想気体なら部分モルエンタルピーは単一の場合の1モルあたりのエンタルピーに同じで、(∂H/∂P)(_T)=0で要するに理想気体である限りHは圧によらない、ということですね。また、液体の方は空気で加圧したとしても純粋の水のモル当りのエンタルピーを考えればよろしいですね。こちらはh+V≠0になるはずでHが圧により変化するのですが、計算してみると(∂H/∂P)(_T)=v(1-αT)(1-κP)となります。α熱膨張係数、κは圧縮係数です。温度が低ければ(∂H/∂P)(_T)=v(1-κP)ということです。

Q水の蒸発速度について

熱平衡、T℃、大気との接触面積A、の条件下でビーカーに入っている
体積Vの水の蒸発速度を求めるにはどうしたら良いのでしょうか?
或いは水の残りの量によって蒸発速度は異なるのでしょうか?
このための式などがありましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
ここで水の表面に垂直にx軸をとりますと、x軸に垂直な平面dFをdt時間に通過する水蒸気の質量dmはFickの拡散法則により、
dm=D(dρ/dx)dFdt...(1)
となります。こうした条件でならFickの式が蒸発速度を決めるのです。水の体積や残りの量には依存しません。ここでDは拡散係数で温度と空気の圧力に依存します。空気中の水蒸気分圧eは、
e/ρ=RT/18...(2)
となります。但し水の分子量を18でいれているので、ρはg/ccの単位です。
(2)から
dρ/dx=(18/RT)(de/dx)...(3)
ですから(1)は
dm=D(18/RT)(de/dx)dFdt...(4)
となります。
蒸発が定常的としたので、このdmがまさに水の表面dFの部分からdtの間に蒸発する水の質量に等しくなります。蒸発速度をVとすれば、V=dm/(dFdt)ですから、
V=D(18/RT)(de/dx)...(5)
となります。Dについては
D=0.241(T/288)^(1.75) (760/P) cm^2/s (Pは空気圧をmmHgで測定)
だそうです。(これも古いデータです。)ちなみに水の上の薄層の厚さは無風で12 mm程度、3 m/sの風で4-5 mmだそうです。
Vを計算するには分圧の勾配de/dxが必要ですが、私が見たことのある古いデータでは26℃でde/dx≒5.8 mmHg/cm程度でした。D≒0.24とすれば、V=5-6 mg/cm^2/hになります。新しいデータはお確かめ下さい。

水の近傍では空気は対流がなく、水蒸気は拡散だけで移動します。温度は一様とします。この薄い層での水蒸気分圧eは表面からの距離だけに依存し、水蒸気密度ρの分布も同様となります。
ここで水の表面に垂直にx軸をとりますと、x軸に垂直な平面dFをdt時間に通過する水蒸気の質量dmはFickの拡散法則により、
dm=D(dρ/dx)dFdt...(1)
となります。こうした条件でならFickの式が蒸発速度を決めるのです。水の体積や残りの量には依存しません。ここでDは拡散係数で温度と空気の圧力に依存します。空気中の水蒸気分圧e...続きを読む

Q顕熱と潜熱について

困ってます。顕熱と潜熱の定義が分かりません。
教えてください。
自分で分かっている範囲では、顕熱は液体とか気体とかそういう状態で温度を変化する熱。
つまり水を温度を上げていけば0~100℃まで水n比熱にかかる熱が顕熱。そんで水蒸気化したら、今度は100~上限?まで上げる熱も水蒸気の比熱できまります。潜熱とは蒸発熱とか融解熱ですよね・・
そこで質問
水を0℃から300℃まで上げるには液体の時の顕熱+水蒸気の時の顕熱+気化熱・・・??
つまり気化熱って一定なんでしょうか?
ついでに言うと潜熱って物性によって一定なんですか?
そもそも上式の考え方で合っているのでしょうか?
エタノールと水の顕熱と潜熱について詳しく教えて下さい。
それからエタノールと水が混ざっている場合、単純にモル比で熱を計算すればいいんですよね?
違うのかな?
そもそもやっぱり顕熱、潜熱から教えて下さい
お願い致します

Aベストアンサー

物質が熱を授受するときに相変化を伴うものが潜熱、相変化を伴わないのが顕熱です。たとえば、熱湯に氷を放り込んで融かすとき、熱湯が放出するのは顕熱、氷が受けとるのは潜熱です。

「気化熱」と「蒸発熱」を混ぜて使っていますが、「蒸発熱」に統一します。

>つまり気化熱って一定なんでしょうか?
>ついでに言うと潜熱って物性によって一定なんですか?

蒸発熱は物質定数で、ある物質の単位量が蒸発するときに吸収する熱量は物質ごとに決まっています。ただし、温度・圧力により変化します。他の種類の潜熱(融解熱、昇華熱)も同様です。

>エタノールと水が混ざっている場合、単純にモル比で熱を計算
近似的にはいいですが、厳密には水とエタノールを混ぜるとわずかに発熱するので、その分を計算に入れないといけません。混合物のまま扱うと(共沸混合物以外は一定の沸点を示さないなど)途中が複雑になるので、純物質として計算したものにあとで混合熱を加えます(熱は、どのルートで計算しても同じ。ヘスの法則)。

Q水の蒸発速度の計算式

プールの水の蒸発量を計算しなければならなくなりました。気温 水の温度・湿度・風速も関係あると思いますが、どなたか、計算式をお教えください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

学校の課題か何かでしょうか?
私なりの考え方を書いてみます。
まずプールの大きさですが、長さ25m×幅15mとするとで太陽光を受ける面積は375m2。
日本において太陽から受ける熱量は、
真夏で1050[J/m2・s],真冬で550[J/m2・s]程度。
当然、朝夕はこれより低くなるし、気温の影響も有るので、勝手に600[J/m2・s]と設定。
日照時間を1日10時間とする。
水の顕熱は0.1MPa(1気圧)において
4186[kJ/kg・℃]。潜熱は同じく2256[kJ/kg・℃]。
プールの水温は20℃とする。
太陽熱を反射することなく全て吸収するとして、一日に受ける熱量は、
375m2*600J*3600s*10h=8100MJ
1kgの水を蒸発させるのに必要な熱量は、
(100℃-20℃)*4186kJ+2256kJ=337.136MJ
一日に蒸発する水量は、
8100/337.136=24kg
条件設定はいろいろあると思いますが、参考になれば幸いです。

Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q水の蒸発熱

水の蒸発熱41kJ/molは、水(液体)の生成熱(286kJ/mol)、水(気体)の生成熱(242kJ/mol)から求めると44kJ/molになってしまうのですがこれはどうしてですか。

Aベストアンサー

No.1の方の仰る通りです。

水(液体)の生成熱(286kJ/mol)、水(気体)の生成熱(242kJ/mol)は両方とも25℃、1×10^5Paにおいての値です。

なので同、条件下では44.0kj/molが水の蒸発熱になります。

ちなみに0℃だと蒸発熱は45.2kj/mol、100℃だと40.7kj/molになります。


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