気相の体積変化の問題

Question

すいません、またわからないので教えてくださいm(_ _)m
『ビーカーに水を入れて加熱したあとそのお湯を三角フラスコに入れてガラス管つきゴム栓をつけてそれに注射器をつなぎます。
そして注射器のシリンダーを引くと気相の体積が増加して水が沸騰する』
という実験なんですけど、沸騰した理由がいまいち理解できなくて、、、
どなたか詳しく教えてください＞＜お願いします！！

rei00 · Accepted Answer

既にある回答を言い直しただけみたいなものですが，簡単に説明します。

　まず最初に，「体積」と「圧力」について，分子を使った簡単な説明です。

　「体積」とは，分子が存在可能な空間の広さです。「圧力」とは，分子が相手に及ぼす力の合計です。気体の場合，分子は自由に動けますから，容器の中で均等に運動しますので，容器の体積が気体の「体積」になります。また，その動きの中で容器の壁にぶつかりますが，この時に壁が分子から受ける力が「圧力」です。

　ですので，容器が大きくなる（「体積」が大きくなる）と，壁にぶつかりにくくなり，壁が分子から力を受ける回数が減り，「圧力」は低くなります。#5 さんの例を考えてみて下さい。

　いかがでしょうか。これが解れば，後は簡単だと思います。

　注射器のシリンダーを引く ⇒ シリンダーで引いた分だけ気相の体積が増える ⇒ 気相の圧力が下がる ⇒ 沸点が下がる ⇒ 下がった沸点が水の温度よりも下になると，水が沸騰する。

　いかがでしょうか。

kajyukun · Answer

#3です。
簡単にたとえると

4畳の部屋に10人いたとします。人多くて暑苦しいですね。
部屋が100畳になりました。どうですか？
部屋が大きく＝体積が増加
きつくなくなった＝圧力が下がった

そんな感じです。

plini- · Answer

密封してありシリンダーで体積を増やすので等温変化、または断熱変化となります。シリンダーをゆっくり動かしたときは等温変化となります。
等温変化の時はボイルの法則が成り立ち、体積が増加すると圧力は減少します。
断熱変化のときは熱の出入りがないので、気体の内部エネルギーの変化と気体がシリンダーにする仕事が等しくなる(熱力学第一法則)。つまり、気体の内部エネルギーが減少するので気体の温度が下がり、等温のときよりも圧力の減少が大きくなります。
わかりにくかったらごめんなさい。

kajyukun · Answer

熱力学の法則でPV=NRTというものがあります。
ボイルシャルルの法則。

ちなみにPが圧力、Vが体積で今回は他は定数だと思ってください。
式を変形するとP=NRT/Vですよね。ここでVを増やすとPがへるのがわかりますね。

stone_wash · Answer

先に、私は素人です。

△フラスコ内の空気が水蒸気に追い出されて、その後加熱していないのなら、水蒸気が凝縮して尚且つ、シリンダでさらに内圧低下の拍車をかけたから？

内圧がさがったから、水が水蒸気になって常圧に戻ろうとしたから。んで、その水→水蒸気の経路の途中には、沸騰があるため沸騰が観察された。かな？

snowsnowsnow · Answer

気相の体積が増加→気圧が下がる→沸点が下がる

かなって思いました。
違ったらごめんなさい。

気相の体積変化の問題

既にある回答を言い直しただけみたいなものですが，簡単に説明します。

#3です。

密封してありシリンダーで体積を増やすので等温変化、または断熱変化となります。

熱力学の法則でPV=NRTというものがあります。

先に、私は素人です。

気相の体積が増加→気圧が下がる→沸点が下がる

この回答への補足

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