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問題:P192
 水は、一定の温度ではなく、外圧が高くした方が飽和蒸気圧が高くなる。(誤り)
[解説] 飽和蒸気圧とは、飽和状態蒸における蒸気の圧力である。温度
   が一定であれば、その蒸気圧も一定値を示す。外圧は関係しない。
以上ですが?
    外圧が1気圧から仮に2気圧になった場合、沸点は上昇して、蒸気圧は
    上がると思います。なので、飽和蒸気圧も上がるような気がします。
     私の頭の中では→飽和蒸気圧=蒸気圧 としか思えませんが!
   あえて飽和をつける意味が分かりかねます!?
    ※”蒸気圧と飽和蒸気圧の違い”を教えていただけないでしょうか?
   宜しくお願いいたします。

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A 回答 (3件)

他の回答者の回答にあるとおり、飽和蒸気圧はその温度の時の蒸気圧です。


したがって、周囲の圧力とは無関係です。
例として、水が40℃の場合の飽和蒸気圧は74hPaです。(周囲の気圧が74hpaの場合は、水が沸騰するので、40℃以上になりません)
水が100℃の時の飽和蒸気圧は、1013hPaなので、1気圧ではすべて蒸発します。(100℃以上では液体では存在出来ない)
なお、空気中では、気温未満の水も蒸発出来ます。(空気の水蒸気分圧が飽和水蒸気圧未満であれば、蒸発可能です)
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この回答へのお礼

ご回答誠にありがとうございました。
水が40℃の場合の飽和蒸気圧は74hPaです。(周囲の気圧が74hpaの場合は、水が沸騰するので、40℃以上になりません)
 なるほどですね^^
飽和蒸気圧とは水でしたら、今現在の温度に対する潜在的にある蒸気圧
でたまたま、外圧が今現在の飽和蒸気圧よりも低いので沸騰する現象がないので顕著表れていないだけかな。

お礼日時:2015/05/16 15:39

>私の頭の中では→飽和蒸気圧=蒸気圧 としか思えませんが!


>あえて飽和をつける意味が分かりかねます!?
>※”蒸気圧と飽和蒸気圧の違い”を教えていただけないでしょうか?
>宜しくお願いいたします。
はい、物性としての「蒸気圧」については、「飽和蒸気圧」またはたんに「蒸気圧」といいます。
なので、この場合は同じ意味です。

ただ、「蒸気圧」は気体中の蒸気濃度にも使える用語です。
なので、「飽和濃度」(これ以上蒸気濃度が上がると、凝縮して液体になってしまうよ)という意味で、「飽和蒸気圧」という言葉をあえて使うことがあります。
たとえば、「相対湿度(よくパーセントで表される湿度表記)は、大気中の水蒸気圧(=大気中の水蒸気濃度)をその温度における飽和水蒸気圧で割って求める。」というふうに使います。

>外圧が1気圧から仮に2気圧になった場合、沸点は上昇して、蒸気圧は上がると思います。
>なので、飽和蒸気圧も上がるような気がします。
(飽和)蒸気圧は物質と温度に固有の値なので、物質の温度が上がれば、蒸気圧は上がります。
そして、沸騰とは「物質の(飽和)蒸気圧が、外圧よりも高いとき」に起きる現象であり、
「(飽和)蒸気圧が外圧よりも高くなる温度」が沸点という値になるのです。
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飽和蒸気圧 … 気体と液体が平衡状態になるときの蒸気圧


蒸気圧 … 実際の蒸気圧

例えるなら、最高速度と、速度みたいな感じ。
いっぱいいっぱいはここだけど、実際は色々な速度で走ってる…みたいな。



>外圧が1気圧から仮に2気圧になった場合、沸点は上昇して、蒸気圧は上がると思います。なので、飽和蒸気圧も上がるような気がします。

まさにその通りです。
しかし、考え違いが…
沸騰とは飽和蒸気圧が外圧と等しくなったときに起きる現象です。
つまり、外圧が上がったから飽和蒸気圧が上がったわけではなく、沸騰するためには外圧と等しい蒸気圧が必要であり、そのためには温度を上げなければならない、ということです。
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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液圧が飽和蒸気圧以下になると沸騰するのはなぜ?

既出でしたらすみません。
キャビテーションの説明であるのですが、液圧が飽和蒸気圧以下になると沸騰するのはなぜでしょうか?
原理的に理解したいのですが、いまいち理解できないのでご協力お願いします。

Aベストアンサー

No.2です。
 キャビテーションと沸騰の関係。大気圧とかじゃなくて、「界面で何が起きているか」を理解しないとなりません。No.2で申しましたように(浸透圧も沸点上昇も凝固点降下)も同様です。
 液体の気化は沸点だけで起きているわけではなく、その界面が存在するところで常に起きています。
  気体(気相)    これは、濃度の異なる流体の境界、溶質の溶けている(気/液)界面
気化↑↓凝結     (固/液)界面・・・
 ̄ ̄液体 ̄ ̄ ̄(液相)

 境界に衝突する粒子の数は、濃度が高いほど増えます。気体側から衝突して凝結する数と液相側から気相に飛び出す粒子の数が平衡に達する圧力が蒸気圧です。
 No.2で説明しましたが、「沸騰とは蒸気圧が大気圧に打ち勝つ現象ではありません。」「沸騰を始めるときの圧力が飽和蒸気圧」でもありません。それらは沸点を示しているだけです。沸騰とは、液相内部に偶然にできた気相--泡--が成長し続ける状態です。
 ここを間違えている人はとても多い。そのためにキャビテーションが理解できない。

 水中の気泡 ○ を考えるとお分かりのように界面は大きく丸まっています。沸点はあくまで界面が平面な状態ですが、曲面です。当然、取り囲む数が多い分、液体分子からの引力のほうが多くなりますから、気泡はたとえ沸点を超えていても成長することはできません。
 この気泡は沸点に近い温度ではなく、より低い温度でもミクロ的には常に起きているのです。
 ここでこの気泡を押しつぶそうとする圧力が減少すると、気相液相間のバランスが崩れて泡が成長します。そして、圧力が元に戻ったら急激に潰れて==気体になった分子が液体に戻る==ために、激しく潰れる。その現象が繰り返されることがキャビテーションです。

沸点上昇:気液界面で界面に衝突する分子の数が減少するため
凝固点降下:固液界面で・・・
浸透圧:濃度の高いほうが衝突分子が少ない
沸騰:気<液 なのでそれに勝る温度が必要。沸点<沸騰温度

>容器内の圧力を下げる(液圧が下がる)ことは、
>周囲の圧力が下がることと同じと考えればよろしいでしょうか?
 そうではなくて、発生する気泡内の圧力(パスカルの原理)が、局所的に低下することと、その圧力が逆転することが要因です。その原因は液体の粘性・表面張力による減圧です。

No.2です。
 キャビテーションと沸騰の関係。大気圧とかじゃなくて、「界面で何が起きているか」を理解しないとなりません。No.2で申しましたように(浸透圧も沸点上昇も凝固点降下)も同様です。
 液体の気化は沸点だけで起きているわけではなく、その界面が存在するところで常に起きています。
  気体(気相)    これは、濃度の異なる流体の境界、溶質の溶けている(気/液)界面
気化↑↓凝結     (固/液)界面・・・
 ̄ ̄液体 ̄ ̄ ̄(液相)

 境界に衝突する粒子の数は、濃度が高いほど増えます。気体側...続きを読む

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Q外圧と沸点の関係について

実験で、沸騰させたフラスコ内のお湯を水で冷却すると、
減圧が起こって再び沸騰するっていうのをやったんですけど、どうして水で冷却すると沸騰するんですか?
私が考えたのは、沸騰したと言うことは外圧=蒸気圧ってことになるから外圧が低くなったのかな?とか
思ったんですけど、それもなんで水で冷却すると外圧が低くなるのかわからないんです。
誰かこの実験についてわかる人いたら回答お願いします><

Aベストアンサー

 まず確認ですが,#1 さんがお書きの様に,『フラスコ内の水を沸騰させて栓をし,冷却したら沸騰が起こった』という事で良いですか?

 フラスコ内の水を沸騰させる ⇒ フラスコ中にあった空気の大部分が水蒸気(水分子の気体)で追い出され,フラスコ内の気体は殆ど水分子になる。沸騰していますので,この時の気体部分の圧力は外圧と同じ(ほぼ1気圧)です。

 栓をする ⇒ フラスコ内への空気の流入が無くなる。フラスコ内の気体は殆ど水分子であり,圧力はほぼ1気圧。

 水で気体部分を冷却する ⇒ 温度が下がり沸点以下になると,水蒸気(気体の水)が液体になる ⇒ 気体分子が減りますから,圧力が下がります。一方,水は直接冷却されていませんので,気体ほどは温度が下がりません。⇒ 水の温度が,下がった圧力での沸点以上であれば,沸騰が起こります。

 いかがでしょうか。

Q揮発性

アセトンは沸点52℃で常温で高い揮発性があると教科書に書いてあります。揮発性とは気体になることですよね?それなのに52℃が沸点とはどういうことですか?

Aベストアンサー

沸点というのは、もちろん「その液体が沸騰する温度」なわけですが、この「沸騰」というのは、「その液体の蒸気圧が外圧(大気圧)以上になることにより、液体表面だけでなく、液体内部からも気化が起こっている状態」のことをいいます。

http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%CA%A8%C6%AD&kind=jn&kwassist=0&mode=1&jn.x=28&jn.y=8

逆に、液体の蒸気圧が大気圧未満の場合は、液体の表面からしか気化できません。
この気化が「蒸発」で、それが常温で起こる場合を特に「揮発」といいます。

http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%B4%F8%C8%AF&kind=je&kwassist=0&mode=1&jn.x=31&jn.y=10


アセトンなどのように「揮発性が高い」といわれる液体は、大気圧未満とはいえ、それなりに高い蒸気圧を持っているため、沸点より低くても、液体表面からどんどん蒸発(揮発)していきます。
一方、温度が上がって沸点に達すると、今度は液内部からも気泡として気化する、つまり沸騰するというわけです。

沸点というのは、もちろん「その液体が沸騰する温度」なわけですが、この「沸騰」というのは、「その液体の蒸気圧が外圧(大気圧)以上になることにより、液体表面だけでなく、液体内部からも気化が起こっている状態」のことをいいます。

http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%CA%A8%C6%AD&kind=jn&kwassist=0&mode=1&jn.x=28&jn.y=8

逆に、液体の蒸気圧が大気圧未満の場合は、液体の表面からしか気化できません。
この気化が「蒸発」で、それが常温で起こる場合を特に「揮発」といいます。

http:/...続きを読む

Q蒸気圧について

蒸気圧について色々と疑問があります。

例えば水溜りの水の飽和蒸気圧はこの水の温度により一定ですよね。そして飽和状態になるまで水は蒸発し続けるから、結局全部蒸発すると思います。しかし、化学辞典によると「外圧を飽和蒸気圧以上に増すと、蒸気は凝縮して液体または固体のみとなり、逆に外圧を飽和蒸気圧以下にすると蒸気のみとなる」と書いてあったのですが、この前半部分の「外圧を飽和蒸気圧以上に増すと、蒸気は凝縮して液体または固体のみとなり」という部分がよく理解できないのです。

この水溜りの例では、外圧は大気圧のことで、少なくとも、この水溜りの飽和蒸気圧以上ですよね。しかし、水がすべて残ることはないと思うのですが・・・。

色々勘違い等あると思いますが、どなたか丁寧に教えてください。

Aベストアンサー

 
rei00 です。

私からも若干補足いたします。

> 水溜りの水の飽和蒸気圧というのは、やっぱりあるのではないのでしょうか?

 「飽和蒸気圧」の定義をもう一度ご確認下さい。「理化学辞典」では,『一定の温度において液相または固相と平衡にある蒸気相の圧力.一般に飽和蒸気圧(2相が熱平衡にあるときの圧)を意味することが多い.』とあります。

 ここでご注意いただきたいのは,「液相または固相と平衡にある蒸気相」や「2相が熱平衡にあるとき」とあるように,「飽和蒸気圧」は平衡状態で初めて求まる数値です。

 ご質問の「水溜り」の場合は,蒸発した水はドンドン拡散していきますので,理論的にどうかは別として,実際上は平衡にはならないでしょう。

 ですので,「飽和蒸気圧」は,無いと言っても良いと思います。もちろん,水が蒸発していく圧力は存在しますが,これは「飽和蒸気圧」ではなく「蒸気圧」です。

> 水溜りの水の飽和蒸気圧というのは水の温度によるのではないのでしょうか?

 確かに「水の温度」によります。「理化学辞典」の「蒸気圧」の項には,1成分2相系の熱平衡における温度と蒸気圧との関係として,クラウジウス-クラペイロンの式,実用的な経験式のランキン-デュプレの蒸気圧式,蒸気圧を与える理論式,の3つが示されています。
 

 
rei00 です。

私からも若干補足いたします。

> 水溜りの水の飽和蒸気圧というのは、やっぱりあるのではないのでしょうか?

 「飽和蒸気圧」の定義をもう一度ご確認下さい。「理化学辞典」では,『一定の温度において液相または固相と平衡にある蒸気相の圧力.一般に飽和蒸気圧(2相が熱平衡にあるときの圧)を意味することが多い.』とあります。

 ここでご注意いただきたいのは,「液相または固相と平衡にある蒸気相」や「2相が熱平衡にあるとき」とあるように,「飽和蒸気圧」は平衡状態で初め...続きを読む

Q平均分子量

平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

Aベストアンサー

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)

Qダニエル電池の素焼き板について

こんにちは。
ダニエル電池の素焼き板が、CuSO4水溶液と、ZnCO4水溶液が混ざらないようにあるのはわかったのですが、なぜSO42-とZn2+が通りぬけられるようになっているのでしょうか?

ご存知の方教えて下さい。
よろしくお願いしますm(__)m

Aベストアンサー

 陽極で起こる反応は Zn → Zn(2+) + 2e- であり,陰極で起こる反応は Cu(2+) + 2e- → Cu です。これらの反応が進むと,陽極付近は Zn(2+) 濃度が高くなり陰極付近は Cu(2+) 濃度が下がります。この時,どちらの極においても,対イオンである SO4(2-) の濃度は変化しません。

 その結果,プラスチックなどのイオンの移動ができない素材でしきった場合には,陽極側は Zn(2+) が SO4(2-) より多くなり,陰極側は SO4(2-) が Cu(2+) より多くなってしまいます。

 この状態では,Zn(2+) の多いところ(+電荷を帯びた溶液)に+電荷を持った Zn(2+) が溶け込むことになり,反応が起こりにくくなります。同様に,SO4(2-) が多い(-に帯電した)溶液から+電荷の Cu(2+) が電極へ近づいて Cu に変わる反応も起こりにくいです。つまり,イオンの移動が無い状態では反応がすぐにストップしてしまいます。

 これに対して,イオンの移動が可能な素焼きの板を用いた場合,陽極で生じた Zn(2+) イオンは SO4(2-) が多い陰極側に流れていき,逆に陰極側で過剰になった SO4(2-) イオンも陽極側に流れていく事で,上記の溶液の+や-への帯電が起こらないため,反応が継続します。

 陽極で起こる反応は Zn → Zn(2+) + 2e- であり,陰極で起こる反応は Cu(2+) + 2e- → Cu です。これらの反応が進むと,陽極付近は Zn(2+) 濃度が高くなり陰極付近は Cu(2+) 濃度が下がります。この時,どちらの極においても,対イオンである SO4(2-) の濃度は変化しません。

 その結果,プラスチックなどのイオンの移動ができない素材でしきった場合には,陽極側は Zn(2+) が SO4(2-) より多くなり,陰極側は SO4(2-) が Cu(2+) より多くなってしまいます。

 この状態では,Zn(2+) の多いところ(...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q2種類の液体の飽和蒸気圧

密閉した容器の中にA,Bという液体を入れたときの飽和蒸気圧ってどうなるのでしょう。

ドルトンの分圧の法則ってありますよね。
Aの蒸気圧が10kPaで、Bが20kPaだと、全圧は分圧の合計なので、A,Bが混ざっているときは30kPaになるんでしょうか。
それとも、混ざっている比率に応じて10kPa~20kPaの値をとるのでしょうか。

どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

こう考える方が、わかりやすいです。

ある、温度Tにおける、2種類の液体A,Bの混合液の蒸気圧はいくつになるか?

この問題を、解くには、このA,Bの2成分系が
  理想溶液   例 ベンゼン+トルエン
  非理想溶液  例 エタノール+水
の何れなのか?を調べる必要があります。

理想溶液を形成する2成分の場合、
ある温度Tにおける、
 Aの純物質の蒸気圧が10kPa
 Bの純物質の蒸気圧が20kPa
混合液中の
 Aのモル分率をx
 Bのモル分率を(1-x)
だと仮定すると、
 全圧は (10kPa*x)+(20kPa*(1-x))
になります。 

非理想系については、学問になりますので、キーワード
  ・2成分系
  ・気液平衡
 ・活量係数
 ・ウィルソン定数
  などで調べてみてください。


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