密閉容器での空気の圧力・膨張

20℃の密閉容器を60℃にした際、密閉容器内の圧力はボイルシャルルの法則により比例します。
しかし、密閉容器内に水蒸気量というか、水分があれば、水上気圧の影響はどの程度、あるのでしょうか？無視できるくらいなのでしょうか？
また、式などあればご教授お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： jamf0421 回答日時： 2011/03/04 16:15

20℃で液体の水が無く、水蒸気と空気で、60℃でも空気と水蒸気だけで、系は通常のボイルシャルルの法則に従います。

また混合完全気体もPV=nRTになります。そして成分iの分圧はPi=xiPと定義されます。Pが全圧、xiがモル分率です。各分圧についてもPiV=niRTとなります。

20℃で液体の水が存在し60℃でも液体の水が存在した場合の具体的な数字が知りたいのでしょうか？たとえば体積が100 L=0.1 m^3で初期状態で空気の分圧は1.00x10^5 Paだったとします。液体の水があるので、温度が決まれば平衡水蒸気圧は決まります。なお液体の水は残っていたとしてもこの水への空気の溶解度とか温度上昇に伴う蒸発での水の減少体積は無視できるとします。

20℃(293 K)
水蒸気分圧(平衡水蒸気圧)；2.32x10^3 Pa(n=2.32x10^3*0.1/(8.314*293)=0.0952 mol)
空気分圧；1.0x10^5 Pa(n=1.0x10^5*0.1/(8.314*293)=4.1051 mol)
全圧(分圧の和)；1.0232x10^5 Pa(4.2003 mol)
この条件で初期水蒸気圧は全圧の2.27%です。

60℃(333 K)
水蒸気分圧(平衡水蒸気圧)；19.81x10^3 Pa(n=19.81x10^3*0.1/8.314*333)=0.7155 mol)
空気分圧；mol数が4.1051 molなのでP=4.1051*8.314*333/0.1=1.1365x10^5 Pa
全圧（分圧の和)；1.3346x10^5 Pa
60℃において全体としてPV=nRTが成り立っています。即ちPV=1.3346x10^5*0.1=13346, nRT=(0.7155+4.1051)*8.314*333=13346です。
また昇温後の水蒸気圧は全圧の14.84%です。

この回答へのお礼

頭良すぎですね。
20℃から60℃にした時は、
無視できない程の影響がありそうですね。
ありがとうございます。
助かりました。

お礼日時：2011/03/08 17:19

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2011/03/04 10:25

平衡状態を仮定すると、水の飽和蒸気圧になります。

↓高知大学のページ。
http://www.kochi-u.ac.jp/marine-core/Members_HP/ …
20℃で17.5mmＨg(古いなー)、60℃で149.4mmＨgですからかなり違いますね。
大気圧が温度変化なしに760mmＨgだとすると大きな違いです。
閉鎖空間だと大気圧は関係ないですが。^^;

この回答へのお礼

飽和水上気圧であれば、影響はかなりですね。
ありがとうございます、助かります♪

お礼日時：2011/03/08 17:11