出産前後の痔にはご注意!

ある温度、湿度における水の蒸発しやすさを求める方法はないでしょうか。
目的は別条件下での洗濯物の乾きやすさの比較です。
たとえば30℃90%、10℃10%のふたつの場所があった場合、どちらに干すべきかはどう判断すればいいのでしょうか。

A 回答 (3件)

>たとえば30℃90%、10℃10%のふたつの場所があった場合、


 そして重要な風の流れと日照・・・これが一番重要になるでしょう。

 液体の水と気体の水の境界・・界面・・には互いに水分子が衝突して入れ替わっています。双方から界面に衝突して気相⇔液相の数がつりあったときが飽和状態。
 液相分子から気相分子になるときには当然エネルギーが必要ですから温度は下がります。温度が低下すると分子の運動量は減少しますから液相から気相に移動する数が減る。太陽の日照などがあるとぬれたものの温度は下がりません。
 気相中に水分子が増えても、そこに風があり湿度が高くなった空気が吹き飛ばされると蒸発を続けることができます。

なお30℃の水蒸気圧は42 hPaで、残り10%ですと、4.2hPa
  10℃の水蒸気圧は12 hPaで、残り90%ですと、1.2hPa
 この数値だけでしたら、10℃のほうが乾きやすいようになりますが、風が吹いている状況でしたら、洗濯物が温められることも含めて絶対的な水蒸気圧が大きい30℃のほうが乾くかもしれません。

 多分、風速や日当たりが、温度・湿度以上に重要なファクターになりそうですね。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

ある温度における水蒸気圧というものと、相対湿度から考えればいいのですね。
風通しや日光が影響を及ぼすことはもちろん知っておりましたが、その理由はこういうところにあったわけですか。
勉強になりました。

お礼日時:2015/01/04 08:03

http://www.ee.t.u-tokyo.ac.jp/~sugiyama/lecture/ …

P3あたり

物質移動は濃度差の関数であり、(直接的には)温度の関数ではない。

30℃90%

3.04 g/立方 の濃度差

10℃10%

8.37 g/立方 の濃度差

なので後者の方が物質移動は大きい

ちなみに

30℃85%

4.56 g/立方 の濃度差

10℃50%だと

4.65 g/立方 の濃度差

となるので、同程度の物質移動になる
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

リンク先は難しすぎてよく分かりません。
しかし10℃50%と30℃85%が同程度というのは驚きですね。
前者は冬場の暖房のない室内ならごく当たり前な環境ですが、そこでは洗濯物など10日経っても乾きません。
梅雨時、温度が高いのになかなか乾かないことに納得できました。

お礼日時:2015/01/04 08:12

論理より実践が出来ますよ



その条件の日に 風呂上がりで バスタオルで体を拭いてみれば どちらが体が乾き易いかが判ります
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

でも人間は変温動物ではないため、このやり方では難しいのではないでしょうか。
そもそも30℃もあれば汗をかくためどれだけ経っても乾燥しないと思われます。

お礼日時:2015/01/04 08:05

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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蒸発のしやすさ

水の蒸気熱は温度に対して線形です。
つまり、温度が上がるにつれて一律に蒸気熱が下がり、乾燥しやすくなります。
これは、沸点を挟んでも同じことが言えるのでしょうか?
(70℃→90℃→110℃と水温を上げたときの乾燥速度は、温度勾配に比例するのでしょうか?)

Aベストアンサー

#3です。

まず蒸発潜熱について。100℃以上でも線形としてあらわされるということなので、多分#4さんが正しいと思います。蒸発面での温度を考えないといけないので、例の場合、普通の大気圧下なので水面温度が100℃でストップすると思います。

なお、コップの水が最初15℃として、70℃と90℃と110℃の乾燥機の中にコップを入れると、水は15℃の時点で蒸発を始めます。だから最初は3つの乾燥機で蒸発潜熱は変わりません。3つの乾燥機で水温の上がり具合が変わるので、蒸発潜熱の値も時間と共に変わってきます。だから、いくら蒸発潜熱自体が温度に対して線形でも、3つの乾燥機の中で蒸発するまでに使われた蒸発潜熱の平均は非線形になります。

コップの中の水は、100℃に達するまでは水面からしか蒸発しません。もし110℃の乾燥機の中の水が蒸発し終わるまでに100℃を超えると、沸騰して水の液体内部からも蒸発が起こります。これは急激に蒸発速度を加速します。乾燥機の温度と蒸発速度が非線形になる大きな要素になります。

--

自分は常温下での地表面蒸発を専門にしているので、こういう特殊な環境はよく知りませんが、基本的には下にも書いたとおり、蒸発速度はいろんなものに複雑に影響されていて、蒸発潜熱というのはその中のほんの些細な1つに過ぎません。だから蒸発潜熱が線形だから蒸発速度が線形とは全くいえないと思います。

上記の乾燥機とコップの水の熱収支式で簡単に説明すると:

蒸発量=(空気から水への熱伝達量-水の温度変化)/蒸発潜熱

と言う感じになると思います。
水が蒸発するにはエネルギーが必要です。乾燥機は高温の空気が水に乾燥するエネルギーを与えています。乾燥機の空気がコップの水にどれだけの速度でエネルギーを与えられるかというと、それは空気と水の温度差によります。もちろん水が温められるほど温度差が減少して空気から水へのエネルギーの伝達速度が落ち、それは完全に非線形です。

だから、「乾燥機の温度が高いほど早く蒸発する」のは確かですが、蒸発潜熱が蒸発速度に与える影響は限られているので、「蒸発速度が温度に比例する」、というのは間違いだと思いますよ。

最初の例の洗濯物の場合は、上の熱収支式がもっと複雑になります。

蒸発潜熱は蒸発速度にそれほど影響を与えません。蒸発速度に関係するもっと重要な要素はコップや洗濯物が外から受けるエネルギーの量と速度です。より多くエネルギーを受けた方がより蒸発しやすくなります。乾燥機とコップの例の場合、コップが受けたエネルギーは、「蒸発」と「コップの水を温める」という2つの目的に使われます。このエネルギーの配分も、乾燥機内の温度や湿度、コップの形などに複雑に影響を受けますし、乾燥機内の温度に対して非線形だと思います。

その他、洗濯物の場合やより複雑な環境では、空気や風の状態も重要になります。洗濯物表面の湿った空気をどれだけ効率よく乾いた空気に置換できるか、というのが蒸発速度に影響します。

#3です。

まず蒸発潜熱について。100℃以上でも線形としてあらわされるということなので、多分#4さんが正しいと思います。蒸発面での温度を考えないといけないので、例の場合、普通の大気圧下なので水面温度が100℃でストップすると思います。

なお、コップの水が最初15℃として、70℃と90℃と110℃の乾燥機の中にコップを入れると、水は15℃の時点で蒸発を始めます。だから最初は3つの乾燥機で蒸発潜熱は変わりません。3つの乾燥機で水温の上がり具合が変わるので、蒸発潜熱の値も時間と共に変わってきます。...続きを読む

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水の蒸発量

室内プールの水が12月から2月までの間に減っていました。
水槽に亀裂があると思っているのですが、冬場だから蒸発したのではないかという人も居ます。
外気は乾燥していると思うのですが、建屋内は窓が少し空いているくらいで空気の流れはほとんどありません。
水面積は1000m2、室温は10℃前後か、湿度は測っていません。
このような状況で水はどのくらい蒸発するものでしょうか?
何か式があるのでしょうか。
教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

lycaonです。
SI単位系に揃えて計算し直した結果図(10℃、風速 0.1m/s)とVBプログラムを掲げます。
前回は飽和濃度の単位換算を間違えていました。(蒸発量が約3倍に増加)

水面長 10m、室温・水温とも10℃、風速(a) 0.1m/s、(b) 1.0m/s なら、
相対湿度 =   0、 20、 40、 60、 80、 100 % の順に
蒸発量(a)= 5.78、4.63、3.47、2.32、1.16、 0.0 g/m2/hr
蒸発量(b)= 18.3、14.6、10.98、7.32、3.66、 0.0 g/m2/hr

10℃、湿度60%、風速0.1m/sで24時間に水面1m2から 2.32*24=55.7g の水が蒸発。
55.7g/m2/Dayは、0.056mm/Day にしかならず、少ない気もします。
式からは水面無風と相対湿度100%では、物質移動速度がゼロとなりますが、実際は完全無風でも分子拡散は起き得ます。

なお洗濯物の室内干しはなかなか乾かず、ベランダならすぐ乾きます。
冬場に室内出窓のコップの水はよく減る印象ですが、一晩に10mm減は勘違い。(測っていませんが、そんなに多くはないようです。)
逆に庭の水槽は吹き晒しで曝気していても、1ヶ月間殆ど水が減らない・・・減ってるのかな?
印象は当てにならず、実測にしかず、です。
(それでも計算するのは、毎回何がしか発見し、楽しいから。)

九州大梶原研の「物質移動工学」例題6.2-2↓で20℃空気への水の分子(一方)拡散の結果が 1.595*10^-7kmol/m2s= 10.3g/m2h なので、本題は強制対流ですが微風ゆえ、オーダー的には合っているかな、と。
(梶原研究室とコード中URLの ahaveanicedayさんに感謝。)

下のコードは Visual Basic がない場合、Excel VBAでも動きます。(http://okwave.jp/qa4779221.html のlycaon回答 No.7、或いは http://okwave.jp/qa4867277.htmlのinara1さん回答 No.2 等に VBA使用方法があります。)
デスクトップにvap.csv というファイルを作り結果を書き込みますから、Excelで開いて下さい。

先の図は枠に収まる大きさ(420*314pix)に調整しましたが、アップロード時に失敗したようです。右クリックしコピーしてペイント系アプリに落せば元の図が出ますので、今回も失敗したらそう願います。(削除はできても差換えはできないので。)
☆★☆★☆★☆

Option Explicit
Dim Na(100, 100)
Dim T, Ptotal, D, u, R, n, M, ρ, μ, L, Re, Sc, Sh, i, j, pH2O, C1, C2, Φ

'--------------------------------
Private Sub Command1_Click()
Open "c:\Documents and Settings\Administrator\デスクトップ\vap.csv" For Output As #1
Print #1, "■水の蒸発量,(kg/m2/h)"
R = 8.314 'J/mol/K=Pa・m3/mol/K
Ptotal = 101.3 * 10 ^ 3 'Pa (=1気圧)
n = 1 'mol
M = 29 / 1000 'kg/mol
u = 0.1 'm/s
L = 10 'm
Print #1, "全圧,(kPa)," & Ptotal / 1000 & ",,," & Date & "," & Time
Print #1, "代表長さ,(m)," & L
Print #1, "風速,(m/s)," & u
Print #1, ""
Print #1, "温度(℃)↓"
Print #1, "相対湿度(%)→" & ",";
For Φ = 0 To 1.01 Step 0.2
Print #1, 100 * Φ & ",";
Next
Print #1, "pH2O(Pa),CH2O(kg/m3),D(m2/s),ρ(kg/m3),μ(kg/m/s),Re,Sc,Sh"
'--------------
For T = -10 To 100 Step 2
i = i + 1
pH2O = 10 ^ (7.7423 - 1554.16 / (T + 219)) '35~55℃、mmHg,T℃「化工便3版」
pH2O = pH2O * 101.3 * 10 ^ 3 / 760 'Pa
'pH2O = 10 ^ (7.0641 - 1650.4/ (T + 226.27)) 'kPa,適用不明「新体系単位操作」オーム社p8
D = 0.241 * 10 ^ -4 * ((T + 273) / 288) ^ (1.75) * 101.3 * 10 ^ 3 / Ptotal ' m^2/s
'http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1324414728 から換算
ρ = Ptotal * M / n / R / (T + 273) 'kg/m3
μ = (16.73 * (T + 273) ^ 0.5 - 105.56) * 10 ^ -7 'Pa・s=kg/m/s「化工便」表から回帰
C1 = pH2O * 18 / 1000 / R / (T + 273) '水面の飽和水蒸気濃度(kg/m3)
Re = ρ * u * L / μ
Sc = μ / D / ρ '0.6(25℃)
Sh = 0.332 * Re ^ 0.5 * Sc ^ 0.333
j = 0
Print #1, T & ",";
For Φ = 0 To 1.01 Step 0.2
j = j + 1
C2 = Φ * C1
Na(i, j) = 3600 * Sh * D * (C1 - C2) / L 'kg/m2h
Print #1, Round(Na(i, j), 6) & ",";
Next
Print #1, Round(pH2O, 0) & "," & Round(C1, 5) & "," & Round(D, 7) & "," & Round(ρ, 4) & _
"," & Round(μ, 7) & "," & Round(Re, 0) & "," & Round(Sc, 4) & "," & Round(Sh, 2)
Next
MsgBox ("終了")
End
End Sub

参考URL:http://www-lab6.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab6HP/lecture/bussitsuido/bussitsuido(2).ppt

lycaonです。
SI単位系に揃えて計算し直した結果図(10℃、風速 0.1m/s)とVBプログラムを掲げます。
前回は飽和濃度の単位換算を間違えていました。(蒸発量が約3倍に増加)

水面長 10m、室温・水温とも10℃、風速(a) 0.1m/s、(b) 1.0m/s なら、
相対湿度 =   0、 20、 40、 60、 80、 100 % の順に
蒸発量(a)= 5.78、4.63、3.47、2.32、1.16、 0.0 g/m2/hr
蒸発量(b)= 18.3、14.6、10.98、7.32、3.66、 0.0 g/m2/hr

10℃、湿度60%、風速0.1m/sで24時間に水面1m2から 2.32*24=55...続きを読む

Q水の自然蒸発について

水を熱すれば熱エネルギーを得て沸騰し水蒸気になるのはわかるのですが、
垂らした水が自然に蒸発して水蒸気になるのがわかりません。
熱エネルギーを得て水蒸気になる過程で沸騰は伴わないのですか?

Aベストアンサー

あなたが勘違いされているのは、水蒸気と水滴をごっちゃにしておられるのではないでしょうか?
水蒸気は気体です。目に見えません。
これが凝縮すると水滴になります。
雲は水滴の集合です。目で見えます。

>水は0度以下で固体、0~100までが液体で、100度以上で気体・・・と習った

この考え方は基本的には正しいのですが、ちょっと誤りがあります。
それは、「液体は(時には固体も)すべて蒸気圧を持つ」ということです。
下の表を見てください。
http://www.sotodan.com/library/Goff.html

水は5℃で6.54mmHgの蒸気圧を持ちます。
これは大気圧760mmHgのもとで、0.86%・・・言い換えると空気1m3中に、7gの水蒸気を
含むことができるということです。
(7g含んだ状態を相対湿度100%といいます)

30℃になると、31.83mmHgの蒸気圧を持ちます。
これは大気圧760mmHgのもとで、4.19%・・・
言い換えると30gの水蒸気を含むことができるということです。
(30g含んだ状態を相対湿度100%といいます)

つまり水は100℃になるまで、絶えず蒸発しているのです。
100℃になると水の蒸気圧は760mmHgになり、100%水蒸気になります。
この状態が沸騰です。

前記の表はわかりにくいので、グラフを付けておきます。
このグラフは空気中に含むことができる水蒸気の量をg/m3で表しています。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/shitsudo1.html

参考URL:http://www.sotodan.com/library/Goff.html

あなたが勘違いされているのは、水蒸気と水滴をごっちゃにしておられるのではないでしょうか?
水蒸気は気体です。目に見えません。
これが凝縮すると水滴になります。
雲は水滴の集合です。目で見えます。

>水は0度以下で固体、0~100までが液体で、100度以上で気体・・・と習った

この考え方は基本的には正しいのですが、ちょっと誤りがあります。
それは、「液体は(時には固体も)すべて蒸気圧を持つ」ということです。
下の表を見てください。
http://www.sotodan.com/library/Goff.html

水は...続きを読む

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水の蒸発量について

プールの蒸発量を至急計算しなくてはならなくなりました。
似たような質問もありましたが、いまいちわからず・・・・

プールサイズは25*13m(参考に水深は1.8m)
屋外設置です。

月平均気温・日照時間・風速等のデータ(気象庁にありました)からある程度しっかり計算したいの
ですが、計算式等どなたかお分かりになりませんでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

○水の蒸発量http://okwave.jp/qa/q4903169.html
はどうでしょう?

時間はないかと思いますが・・
海外文献紹介 室内プールからの蒸発量の算定各手法の評価とその適用範囲
http://ci.nii.ac.jp/naid/40007094339
のもあります。

水の蒸発速度の計算式
http://qanda.rakuten.ne.jp/qa2006860.html
も参考になります。

Q温度と湿度から水蒸気圧はどうやって求めるのですか?

下記条件下での水蒸気圧はいくつになりますか?
またその計算式も合わせて教えて下さい。

・温度:120℃
・湿度:85%

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.1です。下記のサイトで計算してみましたよ。
http://www.es.ris.ac.jp/~nakagawa/met_cal/satu_vapor.html

・温度120℃ のときの
 飽和水蒸気圧:2018.05 hPa
 飽和水蒸気量:1113.87 g/m^3

・上記より、湿度:85% のときの水蒸気圧

  2018.05 hPa × 0.85 ≒ 1715.34 hPa

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空気が当たるとなぜ水は蒸発しやすくなるのですか?

水が蒸発すると気化熱を奪い周囲の温度が下げられます。その水の蒸発を促す手法として、風(空気)を当てるというものが挙げられます。

ではなぜ風(空気)を当てると水の蒸発スピードが早くなるのでしょうか?分子の動き!?

また、風(空気)を当てる、温度を上げる以外で水の蒸発スピードを促進させる方法があれば教えてく下さい。

Aベストアンサー

この問題は輸送現象といって,通常の化学ではあまり取り上げられない問題です.化学工学ではこういうことをきっちりやるはずですが.

風がない場合,水面のごく近くでは湿度は100%,つまり,その温度での飽和蒸気圧になっています.つまり,近似的には蒸発平衡の状態にあります.
一方,水面から十分に遠いところでは,そのときの湿度になっているわけです.水の正味の蒸発速度を決めているのは,水面付近の水蒸気分子が,遠いところに逃げていく速度です.
空気中を水蒸気の分子が動いていく過程には,二通りがあります.ひとつは拡散.これは分子の熱運動によるもので,他の分子 (空気の分子や他の水蒸気分子) とランダムに衝突しながらじわじわと広がっていく過程です.この過程の正味の速度は,分子の平均速度と分子の密度,分子の大きさ(衝突断面積)で決まります.平均速度は分子が決まれば温度で決まってしまいますし,密度は圧力が同じであれば同じ,分子の大きさも今の場合にはある定数と見て別にかまわないでしょう.このことから,減圧するということの効果は,空気自体の分子密度を下げて衝突頻度を下げ,拡散速度を上げるという形で効くことがわかります.
もうひとつの効果は,空気自体の動きです.つまり湿気た空気が風に乗って運ばれる,という形での水蒸気分子の移動です.これは上記の拡散に比べて桁違いに速い過程です.
さて,水面に風を吹き付けます.すると水面付近の飽和水蒸気圧で平衡になっていた,つまり湿気た空気が押しのけられます.代わりに,水面から遠くにあった,(相対的には)乾いた空気が水面付近に来ます.
水面からの蒸発の速度 (単位時間内に単位面積から何分子の水が蒸発するか) は,じつは温度が決まれば決まってしまうので,風が吹こうが何だろうが変化はありません.一方,空気中から水蒸気分子が水面に再衝突して戻ってくる速度 (単位時間内に単位面積から何分子の水が戻ってくるか) は,空気中の水蒸気濃度に比例します.平衡状態ではこのふたつの速度が一致していて,正味の変化はない状態になっているわけですが,その状態から空気が乾いた空気に置き換えられるので,蒸発速度は変化せず,戻る速度は激減 (水蒸気分子の濃度が下がったから) ということになり,正味では蒸発が促進されたように見えるのです.

この問題は輸送現象といって,通常の化学ではあまり取り上げられない問題です.化学工学ではこういうことをきっちりやるはずですが.

風がない場合,水面のごく近くでは湿度は100%,つまり,その温度での飽和蒸気圧になっています.つまり,近似的には蒸発平衡の状態にあります.
一方,水面から十分に遠いところでは,そのときの湿度になっているわけです.水の正味の蒸発速度を決めているのは,水面付近の水蒸気分子が,遠いところに逃げていく速度です.
空気中を水蒸気の分子が動いていく過程には,二通...続きを読む


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