状態図についての質問です。

水の状態図で横軸に温度、縦軸に圧力をとったときの蒸気圧曲線がなにを表しているのかよくわかりません。蒸気圧曲線は蒸気圧の温度変化を表した曲線だということが書いてあったのですが、水の状態図にかかれている蒸気圧曲線と横軸に温度、縦軸に蒸気圧をとったときの蒸気圧曲線が一致しないのはなぜですか？

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2008/10/13 08:57

水の状態図では液体の水が存在します。

蒸気圧だけを取った図と一致するはずはありません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2008/10/17 22:16

No.2 回答者： jamf0421 回答日時： 2008/10/13 10:42

水の状態図は右上（温度高め、圧力高め）側が液体、左の低温側が固体、右側の低圧から高温、高圧（液相よりは低圧側）が気体の傾向を持つ図だと思います。

相律があり、独立成分の数C、相の数Pの時、自由に選べる変数の個数FがF=C-P+2となります。独立成分は水のみでC=1、ここでもし液体（水）と気体（水蒸気）があるなら相数は2でF=1-2+2=1となり、自由度は１です。変数を一つ（たとえば温度）を選べば、もう一つ（圧力）は自動的に決まります。その温度と圧力の関係が蒸気圧曲線です。この線の上だけで水蒸気と水が共存できます。ある温度で蒸気圧曲線より高い圧なら水のみが存在可能、蒸気圧曲線より低い圧なら水蒸気のみ存在可能です。気体（水蒸気）、液体（水）、固体（氷）の三相が共存すると自由度はゼロですから温度、圧力ともに一意的に決まってしまいます。これが三重点です。

>水の状態図にかかれている蒸気圧曲線と横軸に温度、縦軸に蒸気圧
>をとったときの蒸気圧曲線が一致しないのはなぜですか？

この質問の意味はよく分からなかったのですが、No1さんの解釈されたように水蒸気のみが存在する話なら、気体の状態方程式PV=nRTで、Vとnが一定でTに対してPをとったグラフを描くようなもので状態図とは一致しません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。

お礼日時：2008/10/17 22:18

No.3 回答者： 101325 回答日時： 2008/10/13 23:56

水の状態図にかかれている蒸気圧曲線と横軸に温度、縦軸に蒸気圧をとったときの蒸気圧曲線は、同じものです。

ふつうは一致します。

一致していないように見える理由として、軸の目盛の刻み方が違う、単なる模式図で実際の蒸気圧曲線を描いていない、過冷却水の蒸気圧曲線まで描いてある、出典が違うため慨形は同じだが重ねると微妙にずれる、純水の蒸気圧曲線ではない、などが考えられます。

どのように一致していないのかを、補足欄でお知らせください。

この回答への補足

遅くなって申し訳ありません。
100℃における蒸気圧はどちらも同じなのですが、
温度が下がっていくにつれて横軸に温度、縦軸に圧力をとったグラフ
の蒸気圧の値が横軸に温度、縦軸に蒸気圧をとったグラフの蒸気圧に比べて大きくなっていくようなグラフになっており二つの蒸気圧曲線が一致しません。

補足日時：2008/10/16 21:21

No.4 ベストアンサー 回答者： 101325 回答日時： 2008/10/17 20:44

> 100℃における蒸気圧はどちらも同じなのですが、

> 温度が下がっていくにつれて横軸に温度、縦軸に圧力をとったグラフ
> の蒸気圧の値が横軸に温度、縦軸に蒸気圧をとったグラフの蒸気圧に
> 比べて大きくなっていくようなグラフになっており

ふたつの曲線のうち、水の三重点（0.01℃，6.1hPa）を通る曲線の方が、正しい蒸気圧曲線です。三重点を通らない蒸気圧曲線は、不正確な蒸気圧曲線です。

もし、どちらの曲線も 0.01℃ で 6.10～6.12hPaの範囲内にあるのなら、どちらも正しい蒸気圧曲線です。値が違うのは、出典が違うからなのでしょう。

100℃から0℃までの途中の温度の蒸気圧は、理科年表や化学便覧などに載っていますので、確認してみてください。参考URLの蒸気表も便利です。

参考URL：http://www.tlv.com/ja/steam_table/steam_table.php

この回答へのお礼

横軸に温度、縦軸に圧力をとったグラフの蒸気圧曲線が間違っていました。 ＵＬＲも役に立ちました。ありがとうございます。

お礼日時：2008/10/17 22:21