気圧と　液体の沸点　との関係

締切済

質問者：chreey
質問日時：2013/07/29 09:49
回答数：5件

水は　大気圧1013hPaで　100℃(99.974℃)　で沸点となり
気圧が下がれば沸点が下がることは　ネットなどで調べることで　認識できているのですが。。。
700hPaで　90℃　　740hPaで　80℃　という感じで

大気圧1013hPaで　沸点400℃の　物質があるのですが
水と同様に　気圧が下がれば　沸点がさがるのは　推測はできるのですが
水と同等の比率で　気圧と沸点の関係を　考えて良いものかが
わかりません。
　　例えば上記の物質が
　　気圧713hPa(大気圧から-300hPa)ならば　沸点281.5℃になると考えて良い??

ご教示頂けましたら幸いです。
よろしくお願い申し上げます。　

通報する

この質問への回答は締め切られました。

質問の本文を隠す

回答 (5件)

最新から表示
回答順に表示

No.5

回答者： htms42
回答日時：2013/07/30 09:16

飽和蒸気圧と温度の間に何か一定の関係があるのではないかという推測は間違っていません。

でもそれがどういうものであるかを簡単に判断しすぎています。水の飽和蒸気圧の値をもっと広い温度範囲で調べていれば違った判断が出てきていたと思います。
※「700hPaで　90℃　　740hPaで　80℃　という感じで」というのはちょっと数字がおかしいですね。

蒸気圧表をネットで探すことができる環境にはあると思いますので次の値になる温度を大雑把でいいですから探してみてください。

７６０ｍｍＨｇ・・・・１００℃＝３７３Ｋ
３８０　　　　・・・・（ａ）
１９０
９５
４８
２４
１２
６

熱力学の教科書にはクラウジウス・クラペイロンの式というのが出てきます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%A9% …

このページの最後にでてくる式です。
log(Ｐ２／Ｐ１)＝－ｋＬ(１／Ｔ１－１／Ｔ２)　　（式１）
Ｌはモル蒸発熱です。蒸発熱は温度によって値が変化しますが一定だと近似しています。
温度Ｔの単位は絶対温度です。圧力を気圧atmで表すとします。
Ｐ１＝１atmのときＴ１は標準沸点Ｔｏになります。水であれば３７３Ｋです。
温度Ｔでの（飽和）蒸気圧Ｐは
logＰ＝(ｋＬ／Ｔｏ)(１－Ｔｏ／Ｔ)　　（式２）
標準沸点の値、その温度でのモル蒸発熱の値を調べることができれば水以外の物質についても蒸気圧の温度変化を求めることができます。比例定数ｋは水の場合の数値を入れれば得られます。

もしＬ／Ｔｏの値があまり変わらないような物質であればＴｏ／Ｔが同じであれば蒸気圧は同じになります。
水とエタノール（Ｔｏ＝３５２Ｋ）はＬ／Ｔｏがほとんど等しいです。したがってＰ＝０．５気圧になる温度は水の場合のＴ／Ｔｏとエタノールの場合のＴ／Ｔｏが等しいと置けば出てきます。
安息香酸（Ｔｏ＝５２２Ｋ）の場合も水の場合に近いです。
酢酸（Ｔｏ＝３９１Ｋ）の場合はＬ／Ｔｏの値が水の場合の半分近くまで小さくなります。

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

ありがとうございます。

通報する

お礼日時：2013/08/07 19:01

No.4

回答者： ORUKA1951
回答日時：2013/07/29 19:03

気圧は兎も角、温度は絶対温度(摂氏温度+273)で考えると、およその目安はつきますが。

気体(気相)と液体(液相)、固体(固相)の間の相関は、その物質固有の性質です。
　⇒二酸化炭素状態図 - Google 検索( https://www.google.com/images?hl=ja&q=%93%F1%8E_ … )
　⇒水状態図( https://www.google.com/images?hl=ja&q=%90%85%20% … )
というふうに・・

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

ありがとうございます。

通報する

お礼日時：2013/08/07 19:01

No.3

回答者： nananotanu
回答日時：2013/07/29 11:07

「相図(そうず)」をキーワードに検索してみて下さい。

例えばhttp://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0200a/conte …

この図で言うなら、T-C間が大気圧と沸点の関係を示しているようなものですが、そもそも比例関係じゃ有りません。
又、物質によって同じ形のものが相似形で存在するのではなく、相図の形そのものが異なります。

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

ありがとうございます。

通報する

お礼日時：2013/08/07 19:01

No.2

回答者： NPAsSbBi
回答日時：2013/07/29 10:15

沸点とは、その液体の蒸気圧が、周囲の大気圧と等しくなるときの温度のことです。

液体は、温度が高くなるほど蒸気圧が高くなっていき、それが大気圧と等しくなると沸騰を始めます。
水の場合、蒸気圧が1013hPaに達する温度が100℃なわけです。
周囲の大気圧が低いときは、100℃に達する前に周囲の大気圧と等しくなるので、
100℃より低い温度で沸騰することになります。

液体の温度と蒸気圧の関係は、物質ごとに異なり、直線関係でもありません。
一般的に、温度の低い領域ではおよそ比例関係にありますが、温度が高くなってくると、
蒸気圧の上昇は鈍くなる傾向にあります。

従って、問題の沸点400℃の物質は、蒸気圧が1013hPaに達する温度が400℃であることが分かっているだけであり、
蒸気圧が713hPaに達する温度は、比例計算で求めることはできず、実測してみないと分かりません。