• ベストアンサー

水柱と蒸発

化学の入試問題です。 容器に水素を詰め、0.1気圧に保つ。そしてその容器中に水槽を入れる。27℃での蒸気圧は0.035気圧。(水槽を入れても0.1気圧に容器は保たれる。) 水柱の高さが1.00×10^3cmなら1気圧に相当する。この水槽中に円筒を入れる。円筒の底を上に向けて水槽の液面から引き上げていく。この時、液面から何cm引き上げたら蒸発が始まるか? どなたか教えてくださいませ。(よければ理由も)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • maku_x
  • ベストアンサー率44% (164/371)
回答No.1

単純に考えると、最初0.1気圧が水中の引き上げとともに圧力が減少して、0.035気圧になったときに水の蒸発が始まると考えて、水中の高さを x(cm) とすれば、PV = nRT より、P1V1 = P2V2 (1.00×10^3 - x) : (1.00×10^3 - 0) = 0.035 : 0.1 1.00×10^2 - 0.1x = 3.5×10^1 x = 6.5×10^2 (cm) ※入試問題であれば、もっと捻った計算になるはずですが...

kyouko1492
質問者

お礼

有難う御座いました。よくわかりました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 化学 蒸発について

    ピストンのついた容器に1種類の液体と気体がはいってるとして、ピストンを押す圧力がその温度における液体の蒸気圧をこえていれば押しつぶされてすべて液体になる。 みたいなことが参考書に書かれていたんですが、ってことは常温で水をその容器に入れっぱなしにしてても大気圧に負けて全て液体のままで蒸発はしないってことですよね? じゃあコップに入ってる水も見えないピストンに押さえつけられてるようなモンで蒸発しないことになりませんか?でも実際は蒸発する。なんででしょうか?

  • 水の蒸発

    水の蒸発 沸点に達するまでは、液体、例えば水の蒸気圧は大気圧よりも小さいのに なぜ常温でも水は蒸発するのですか? 気になるので教えてください。

  • 蒸発について

    真空の容器中に水を入れると飽和水蒸気圧になるまで蒸発しますよね? では何故金属とか固体の場合はそのような現象が起こらないのでしょうか? 固体と液体の違いでしょうか。 液体が飛び出そうとして蒸発するものだと思うのですが、 固体→液体のプロセスも良く分かりません。 誰か教えてください。 お願いします。

  • 蒸気圧と蒸発

    熱を与え、液体の蒸気圧を大気圧と等しくすると、液体が沸騰して気体になり、液体は次第になくなる、というのはわかるのですが、大気圧と同じ圧に達する以前の状態でも放置すると蒸発して液体がなくなるのはなぜなのでしょうか?エネルギーを与えなくても、液体の分子が気体になるエネルギーをもつということなのでしょうか? 宜しくお願いします。

  • 高校物理の圧力について

    図のように質量M、断面積Sの円筒容器があり、開口部を下にして液体に浮かせる。このとき、円筒容器の内部には空気がある量だけ閉じ込められている。液体上部の空気の圧力がp。のとき、液面上にでた容器の長さが l。、容器内の液面は外部の 液面よりh。下がった位置であった。液体の密度をρ、重力加速度の大きさをgとする このとき円筒容器内の圧力はいくらか? 答えは 円筒容器内の液面における圧力は、同じ高さの液体中の圧力に等しい(つまりh。の位置にある水の重さと大気圧の力の大きさがh。の位置にある円筒容器内の圧力の大きさに等しいということ) よって円筒容器内の圧力をpとするとpS=p。S+ρSh。g p=p。+ρSh。 です ここで質問なのですがなぜ 円筒容器内の液面における圧力は、同じ高さの液体中の圧力に等しい(つまりh。の位置にある水の重さと大気圧の力の大きさがh。の位置にある円筒容器内の圧力の大きさに等しいということ) といえるのですか理由を教えてください 詳しくお願いします、ここの部分は本当に苦手なので

  • ガスの蒸発と液化に関する質問です。

    自分の考えが合っているかどうかを、教えてください。 ○か×の回答でもかまいません。間違っていればもう一度自分で考えてみますので。 (1)飽和蒸気の圧力は温度が変わらなければ変化しない。 (2)ガスを臨界圧力以上に圧縮すれば、温度に関係なく液化する。 (3)液化ガスの沸点は液面にかかる外圧力により変化する。 (4)ガスが凝縮を始めると、その後冷却を続けても、凝縮が終了するまで温度は下がらない。 (5)液体の蒸気圧は温度が一定ならば、液量に比例して高くなる。 (6)臨界温度が常温より高いガスは、常温で圧縮すれば液化する。 (7)10℃の水50kgを大気圧で加熱して、全部蒸発させるために必要な熱量は31450kcalである。(水の蒸発熱を539kcal/kgとする) よろしくお願いします。

  • ガスの蒸発と液化に関する質問

    自分の考えが合っているかどうかを、教えてください。 ○か×の回答でもかまいません。間違っていればもう一度自分で考えてみますので。 ・飽和蒸気の圧力は温度が変わらなければ変化しない。 ・ガスを臨界圧力以上に圧縮すれば、温度に関係なく液化する。 ・液化ガスの沸点は液面にかかる外圧力により変化する。 ・ガスが凝縮を始めると、その後冷却を続けても、凝縮が終了するまで温度は下がらない。 ・液体の蒸気圧は温度が一定ならば、液量に比例して高くなる。 ・臨界温度が常温より高いガスは、常温で圧縮すれば液化する。 ・10℃の水50kgを大気圧で加熱して、全部蒸発させるために必要な熱量は31450kcalである。(水の蒸発熱を539kcal/kgとする) よろしくお願いします。

  • 沸騰と蒸気圧

    液体を加熱して温度を高くすると蒸気圧は大きくなるが、液体の蒸気圧が外圧(空気中では大気圧)に等しくなると、液体の内部からも蒸気(気泡)が発生し、液体は激しく蒸発しはじめる(沸騰)。 ここで、内部からも蒸気が発生することについてなんですが、大気と接してもいない液体内部がどうして蒸発を始めるのでしょうか?ちょっと変な言い方かもしれませんが、大気に接していない液体の内部は、大気圧が液体の蒸気圧と比べてどのくらいの大きさかを知ることはできないはずです。 にもかかわらず、蒸気圧と大気圧が等しくなったことをあたかも知っているかのように、液体の内部が蒸発を始めるのはなぜなんでしょうか?

  • 水蒸気タービン・コンバインドサイクルを超えろ

    ・フッ化水素蒸気タービン発電施設 ・フッ化水素蒸気コンバインドサイクル発電施設 フッ化水素は水より沸点が低く、常温で蒸気圧が1気圧となるので、 排気圧を1気圧以上にする事ができる。 通常、復水式の水蒸気タービンだと排気圧が0.05気圧ほどになり水蒸気の体積が非常に大きくなるので、 車室をかなり大きくしなければならないが、フッ化水素タービンは排気圧を1気圧以上にする事ができるので、 車室の大きさをかなり小さくできる。 また、負圧(大気圧より低い部分)が無くなる為、ある程度、構造を簡単にできる。 さらにフッ化水素は多原子分子の水蒸気と違って二原子分子であり、比熱比が水蒸気より大きい。 水蒸気の比熱比=約1.33 フッ化水素の比熱比=約1.4 これにより、熱効率の向上が期待できる。 フッ化水素蒸気タービン及びフッ化水素蒸気コンバインドサイクルを1日も早く実用化するべきである。

  • 液体が蒸発して気体になる反応と、気体が凝縮して液体になる反応が見かけ上

    液体が蒸発して気体になる反応と、気体が凝縮して液体になる反応が見かけ上起こっていないかのように見える、気液平衡の時の気体の圧力を飽和蒸気圧というんですよね?でも、たとえば、密閉された容器に、液体の水が入っているとしますよね。水は蒸発し、やがて飽和蒸気圧になる。この状態で今度温度一定のまま容器の大きさを半分にすると、一時的に圧力は倍ですよね。で、気体の一部が液化し飽和蒸気圧まで圧力が下がるんですよね。ここで疑問があります。圧力が倍になったら、H2O(液体)⇔H2O(気体)より平衡はルシャトリエの原理から←に移動しますよね。このとき、‘新しい平衡に達する’のだから、その影響で飽和蒸気圧の値も変わる、というふうにならないいんですか?