スキップしてメイン コンテンツに移動

蒸気圧


蒸気圧について説明していきたいと思います。



蒸気圧=蒸気+圧力


蒸気の圧力ですね。


蒸気に圧力があるの?と思われる方もいるかもしれませんが、

実はあるんです。

【ここでは、蒸気=気体として扱います。】










こういった風に、
科学には目に見えない力が働いています。





1、蒸気圧とは






気化した固体、液体の圧力のこと



一定の温度においては、固体や液体から気化して生じる

蒸気圧はある上限までしか到達しない。


この上限を飽和蒸気圧とよぶ。





↑それぞれの温度における蒸気圧曲線



飽和蒸気圧は、物質の種類(相)と温度によって定まる。

同一温度では沸点の低い物質のほうが(飽和蒸気圧)が大きいことになる。






同一物質では温度が高いほど大きい。



 ときには、飽和蒸気圧あるいは


飽和水蒸気圧のことを単に蒸気圧といっている場合もあるから

注意を要する(むしろこのほうが多いかもしれない)。


[山崎 昶]






2、飽和蒸気圧




液体の飽和蒸気圧が大気圧と等しくなると、

液体の内部から気体の発生が始まる(沸騰)。

したがって、高山の頂上などのように大気圧の低い所では、


地上よりも低温で沸騰が始まる。




これを逆用して、ポンプなどで排気を行って減圧すると、


ずっと低温で沸騰させることができる。


水流ポンプ(アスピレーター)などを用いて実験室でよく行われるが、


これは正確には減圧蒸留であるけれども、よく真空蒸留という。

[山崎 昶]








3、気象




気象用語で蒸気圧といえば、大気中の水蒸気の分圧をさす。

水蒸気張力(略して水張)ともいう。


一般に空気中には水蒸気が含まれており、


気圧は湿潤空気の圧力で、乾燥空気の圧力と水蒸気の圧力の和である。


蒸気圧も気圧と同様にヘクトパスカル[p] の単位で表す。




蒸気圧は、通常の気象観測では、通風乾湿計による測定か、


または露点湿度の測定の結果から求められる。








蒸気圧は存在する水蒸気量によって決まるので、


ある容積の空気中に含まれる水蒸気量を蒸気圧で表示することもある。



水蒸気は空気とよく混合するので、水蒸気の温度のかわりに


気温を用いて差し支えない。



蒸気圧()は、厳密には、水蒸気圧のモル率()と


湿潤空気の圧力()の積として次式で定義される。








ここに、rは混合比とよばれるもので、


乾燥空気の質量に対する水蒸気の質量の比として表される。


また、εは乾燥空気の分子量に対する水蒸気の分子量の比である。


さらに、蒸気圧()、湿度()と容積()との間には


次の関係が成立する。







ただし、は普遍気体定数、′は乾燥空気の比気体定数、


は水蒸気の分子量である。


大気中の水蒸気は高さとともに減少し、


単位断面積の気柱に含まれる水蒸気量の大部分は対流圏の中にあり、


その大半は高さ3キロメートルの下層部分に含まれている。




[股野宏志]



コメント

このブログの人気の投稿

重いものと軽いものを地面に落としたら?

重いものと軽いものを地面に落としたら どっちが早く落ちるのか? 結論からいうと、どちらも変わらない。 (*しかし、空気がある世界では、より軽く、よりやわらかく、 表面積が大きいものが 遅く落下する。 ペラペラの紙切れがゆっくり落ちていくのが最たる例である。) 物理学の世界では、 物体を自然と落とすことを 自由落下 という。 では、なぜ重いものと軽いものが 同時に落ちるのか、思考実験といわれる 頭の中で実験をして確かめてみよう。 空気抵抗が無いもの、つまり 真空中 と 仮定して話を進めてみる。 【真空中…空気が全くない状態。】 1gのものと、1gのものを同時に落としたら、 同じ速度で落下することは納得できると思う。 では、1gのものと2gのものは? と考えてみよう。 2gのものは1gのものを1+1=2個くっつけただけであり、 それ以上のものではない。 くっついたというだけのことで落下速度が速くなるのであれば、 分割すれば遅くなる ということが推論できる。 じゃぁドンドンと分割していくと、 そのうち落下しないで 空中に止まったままになるのか? とまぁこんな感じの思考実験をすることで ある程度納得できるのではないかと思いますが、どうだろうか ? では、実際に理論的に説明していこう。 重い物に働く重力の方が軽い物に働く重力より大きい。 重力 (mg) =質量 (m) ×比例係数 (g) … ① この公式は中学物理で出てくるものである。 比例定数は重力加速度=gと呼ばれ、 厳密には  g= 9.80665[m/s² ]  と定義されている。 同じ力を加えても 重い物 の方 が 軽い物 より 動かしにくい 。 加速度 ( a :   m /s 2 ) =加える力 ( F: N) /質量 ( m: kg)    … ②  ②…これを運動方程式という 【*物理学で力は記号でFを表す。単位はN。】 これも経験があるのではないだろうか。 次のような経験がないだろうか? ・同じ重さなら加える力が大きいほど良く加速する。 ・同じ力なら軽い物ほど良く加速する。 物体に加える力が重力だけの場合は、 ①を②に代入して、 加速度=加

儀礼的無関心

1,電車での出来事 電車の中では、 ふつうであれば夫婦や親子など 親密な関係にある人間しか 入ることを許されない密接距離や、 友人同士で用いられる個体距離のなかに 見知らぬ他人 が入りこんでくるということから、 別の規則が派生してくる。 私たちはたまたま電車で隣り合って座った人と 挨拶を交わたりしないし, ふつうは話しかけることもない。   私たちはあたかも 自分の 密接距離 や 個体距離 のなかに 人がいることに   気がつかないかのように、 それぞれ新聞や雑誌を読んだり、 ヘッドホンをつけ 音楽を聴いたり、携帯電話をチェックしたり、 ゲームをしたり,あるいは 目をつむって考えごとをしたりしている。 それはあたかも 物理的に失われた距離を心理的距離によって 埋め合わせているかのようである。 アメリカの社会学者 E. ゴフマン( 1922 ~ 82 )は, 公共空間のなかで人びとが示す このような態度を 儀礼的無関心 と呼んだ。 2、具体的に儀礼的無関心とは どのような状態で 行われるのか? 「そこで行なわれることは、 相手をちらっと見ることは見るが、 その時の表情は相手の存在を認識したことを 表わす程度にとどめるのが普通である。 そして、次の瞬間すぐに視線をそらし、 相手に対して特別の好奇心や 特別の意図がないことを示す。」 電車のなかで他の乗客にあからさまな 好奇心を向けることが 不適切とされるのはそのためである。 たとえば, 電車のなかで他の乗客をじろじろ眺めたり, 隣の人が読んでいる本を のぞきこんだりすることは不適切と感じられる。 例外は子どもである。 子どもは他の乗客を指差して 「あのおじさん変なマスクをしてる」 と言っても大目にみられるし, 逆に子どもに対してはじっと見つめることも, 話しかけることも許され

DLVOの理論

1,DLVOの理論とは 二つの 界面* が近づくときの、 【 *… 気体と 液体 、液体と液体、液体と 固体 、固体と固体、固体と 気体 のように、 二つの相が互いに接触している境界面】 電気二重層間の相互作用に基づいた 疎水コロイド溶液の安定性に関する理論。 これはデリャーギンと ランダウ (1941)と フェルヴァイとオーヴァベック(1948)が それぞれ独立に導いたので四人の名前で呼ばれている。 電解質水溶液中で、正または負に帯電している界面に対して、 反対符号の イオン はこれと中和するように分布すると考えると、 その濃度に基づく 電位  φ は界面からの距離  d  に関して 指数関数的に減少する。 すなわち φ=φ 0  exp(-κ d  ) となる。 φ 0  は界面に固定されるイオン層の電位で、 κ は定数であるが電気二重層の厚さを表現する基準となる値で である。 ここで, z  はイオン価, e  は電気素量、 n  はイオンの濃度(イオンの数/cm 3 )、 ε は溶液の誘電率、 k  は ボルツマン定数* 、 T  は絶対温度である。 共存イオンの影響で、電気二重層の厚さが変化すると考えると、 この式から シュルツェ‐ハーディの法則* も たくみに説明可能である。 リンク