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液体がもつ「蒸気圧」って?

taiyoushiさん

液体がもつ「蒸気圧」って?

高校化学を学んでいます。教科書には「水蒸気が飽和、つまり気液平衡の状態における圧力を飽和蒸気圧または蒸気圧という」 と定義されています。
この定義そのものは理解できました。

いまいち分からないのは、沸点の説明です。
「液体を熱して温度を上げると蒸気圧が大きくなり、それが外圧と等しくなると沸騰する」 とあります。さきほどの蒸気圧の定義 「気液平衡の状態における圧力」 に戻って考えれば、蒸気圧というのは、液体がない「上部の空間」 における圧力ですよね?
そう考えると、「液体を熱して温度を上げると蒸気圧が大きくなり」 というのはどういうことでしょうか。下部にある液体の蒸気圧というのは意味がわかりません。

宜しくお願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

the_d_r_e_a_m_i_n_gさん

液体中の蒸気圧を考える時に、液中に何かの拍子で微少な気泡ができたと考えるとわかりやすいんじゃないかな

気泡と周囲の液体の関係はは、液面と上部の空間と同じ気液界面なので、
当然、その気泡中には、その温度における蒸気圧と等しい圧力の気体が存在するよね。

もしその蒸気圧が、外部の圧力と等しくなれ
(正確には、液体の重さによる圧力もあるので、外圧より少し大きくなれば)
その気泡は圧力差によって急に膨張し、大きな泡となって浮かび上がるわけ。
これが、沸騰。

厳密に正確な回答ではないけど、イメージとしてはとらえやすいんじゃないかと思う。

ちなみに、沸騰の時の微少な気泡な存在は重要で、
これが無いと沸点に達してるにもかかわらずなかなか沸騰しない不安定な状態になって
何かの衝撃で、いきなり爆発的な沸騰をすることがある(突沸)。
味噌汁や鍋の出汁を加熱する時に突沸が起きて、やけどしたなんて事故がある。

これを防ぐために、実験においては、沸騰石と呼ばれる細孔のあいた石を入れたり
外部から別の気体を泡として導入したりすることで突沸を防いだりするね。

質問した人からのコメント

  • 降参沸騰時にでてくる気泡中も上部の空間と同じ圧力をもっているということですね。納得しました。ありがとうございました!
  • コメント日時:2008/7/29 08:37:09

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