100℃未満で水の蒸気と凝縮について

質問

水を鍋に入れて加熱していると、蒸気が上がってくるのが見えます。
1. お湯は沸いていないのに蒸気が見えるのは
なぜですか？

2.お湯が沸かないが白い水蒸気が上がってくるということは、水の表面から微量の水分子は落ちていくと理解していますが、100℃でなくてもそんな現象はなぜ起こるのですか？

3.蓋をして鍋から漏れ出る穴がないと仮定して水を加熱すると、100℃未満で2回の水蒸気を鍋の外に出ないように蓋をすると、内部圧力はますます増加し、気化できる蒸気量は上がった圧力によってだんだん減ると思いますが、この場合、内部は蒸気が鍋の蓋に上がってきて凝縮されて水に戻ることができるのでしょうか？（100℃未満の温度で）

4. もしかして蓋に穴があれば、鍋の中の圧力は大気圧なのに、水蒸気であっても100℃の上に熱水蒸気が100℃であっても、水蒸気が凝縮されています。つまりお湯が沸く点の100℃でなくても蒸気が上がってまた凝縮することが可能なのですか？

5. 上に4番ができるための条件というのがあるんですか？

分かりやすくご説明をお願いします。ありがとうございます。

回答No.2

notnot

まず、水蒸気は目に見えないです。
白い湯気は、空気中の水蒸気が水に戻った細かい水滴です。雲とか霧とかと同じ。

> 1. お湯は沸いていないのに蒸気が見えるのはなぜですか？
ぶくぶく泡が出てくることを「湧く」と言っているなら、水中から水蒸気が出なくても水面から水蒸気は出ます。

> 2.お湯が～～

0度の水でも、マイナスの氷でも表面から水蒸気は出ます。温度が高いか低いかで量が変わるだけ。
温度というのは、分子の運動速度の平均みたいなものですから、平均100でも、ある分子は10とか200で動いてたりします。
水の表面では、どんな温度であれ、水→水蒸気、水蒸気→水の変化が起こっています。

> 3.蓋をして～

圧力鍋ですね。そうですね。気圧が上がると沸点は上昇します。
沸点に至らない温度での 水→水蒸気、水蒸気→水の変化も、水蒸気になりにくくなります。

> 4. もしかして蓋に穴があれば、
上で書いたように、どんな温度でも水→水蒸気、水蒸気→水の変化はあります。

> 5. 上に4番ができるための条件というのがあるんですか？
条件は、特にないと思いますが、温度が上がると水に戻りにくくなるので水が目で見えなくなるかと思います。