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蒸発と沸騰

蒸発と沸騰

蒸発と沸騰の間、液体の中で何が起きていますか?液体の沸点は何によりますか。

化学

キーワード

蒸発, 沸騰, 相転移, 沸点, 圧力, 熱伝達, 温度, 空気圧, 物質の状態, 水, 液体, 温度変化, 物理的, 熱力学, 沸騰したお湯, 物理的特性, 物理, 化学

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シーン

蒸発

  • 不飽和蒸気 - 液体を出る分子の量は液化する分子より多いです。
  • 液体
  • 蒸気 - 蒸発した液体。
  • 液体の表面
  • 飽和蒸気 - 液体を出る分子と液化する分子は平衡になっています。

液体状の物質の中で、粒子の間の引力は粒子がお互いに対して動いても繋がってるように作用します。粒子は動いているとき、エネルギーを伝達しながら連続的に衝突します。液体の表面にある粒子の一部にエネルギーが十分伝達されると、それらの粒子は液体を出ることもできます。この現象は蒸発と言います。

蒸発の時、平均レベルよりエネルギーが多い粒子は液体を出ます。液体の中で残る粒子は平均より少ないエネルギーになり、液体の温度下がります。私たちも、体が濡れているときに寒く感じるのはこの現象のためです。所謂、蒸発は熱還元を暗示します。

蒸発の速さ液体の表面大きさ温度、液体の上の空間の湿気と空気の動きにも影響されています。

飽和蒸気

  • 飽和蒸気 - 液体を出る分子と液化する分子は平衡になっています。
  • 飽和蒸気が圧縮されると液化する;圧力が上昇しない - 飽和蒸気の気圧は温度によります。
  • 液体
  • ピストン

液体は閉じられている空間蒸発すると、液体の上の空間に蒸発した粒子が次第に増えます。増えすぎると、粒子の一部は液化し、液体に戻ります。

蒸発と液化は平衡状態になると、空間の中には飽和蒸気が形成されます。

蒸気の粒子コンテナの壁衝突し、そこに気圧をかけます。蒸気圧は温度だけによります:温度が高ければ高いほど気圧が高くなります。

気体が圧縮されると、気圧が上がります。しかし、蒸気が圧縮されると、液化しますが、気圧が変わりません。これは気体と蒸気の間の最も重要な違いです。

沸騰

  • 蒸気泡 - 蒸気泡は水が沸騰するときに形成します。
  • 液体
  • 大気圧 - 海水位で、平均的に101,000 Paです。
  • 温度計
  • 蒸気泡内の気圧 - 蒸気泡での気圧は温度によります。
  • 水分子
  • 蒸気泡

液体から気体への相転移は二通りに、沸騰、あるいは蒸発によって起こりえます。

蒸発液体の表面に起こりますが、沸騰の場合は液体の中蒸気泡が発生し、表面から出ます。

この過程を行うに必要なのは、飽和蒸気圧はある温度大気圧と同様になります。逆の場合は、大気圧は発生中の蒸気泡を崩します。

沸騰のためには高い温度、あるいは低い気圧が必要です。

沸点

  • 低い大気圧 水の沸点はより低い
  • 普通の大気圧 水の沸点は100 °C
  • 0 m
  • 100 °C
  • 89,6 °C
  • 3000 m
  • 74 °C
  • 8000 m
  • 70,6 °C
  • 10 000 m

液体の沸点圧力によります。

大気圧の場合は100°C沸騰します。しかし、気圧が下がると、例えば高い山に、沸点低くなります。高圧の場合は沸点も高くなります。閉じられた圧力鍋で、100°C以上温度でより速く料理が作れます。

圧力鍋

  • 高温の水 - 圧力鍋のある液体の温度は開いてある鍋にある液体の沸点より高いです。
  • バルブ - バルブは内部の蒸気圧は最大の気圧に至るまで閉じたままです。気圧は圧力鍋内のあらかじめ設定された限界を超えると、バルブが開き、蒸気が出ます。気圧はこのように安定しています。
  • 高気圧の蒸気 - 液体は閉じられた空間に加熱されると、中の蒸気圧は外の大気圧より高くなります。
  • 温度計
  • 蒸気の圧力

圧力鍋が100°Cではなく、それより高い温度沸騰し、そのためにより速く調理できる鍋です。

高い沸点の理由は蓋が圧力鍋気密にすることによって蒸気逃げれません蒸気気圧は大気圧より高いため、鍋の中の液体の沸点上昇します。

圧力鍋の一種において、内部の圧力の上にあるおもりの付いたバルブ調節されます。バルブのおもり重ければ重いほど、鍋の蒸気圧高くなり、中の液体の沸点上昇します。

キャビテーション

  • プロペラの羽根の表側 - 気圧が高い
  • プロペラの羽根の裏側 - 気圧が低い - プロペラ上の気圧が低い部分に、水が沸騰する可能性があります。

例えばプロペラのような物体液体の中速く動くと、キャビテーションが行われます。
速く動く物体の表面の一部に液体の圧力低くなる可能性があり、液体は沸騰し、蒸気泡が現れます。

発生する蒸気泡圧力高い場所に辿り着くと、すぐに崩れます。気泡が崩れるとき、大量のエネルギーが放出され音響衝撃波が発生します。音響衝撃波は音が非常に大きい他、物体の表面に被害を起こすこともあります。
ポンププロペラの場合は、キャビテーションの有害の影響を減少化するのは重要です。しかし、この現象は様々な物体の表面を掃除するにも使われています。

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