水の蒸発熱（潜熱）に圧力依存性はありますか？

質問

初心者のタイトル通りの質問です。蒸発熱に温度依存性があることは知っていますが、接している気体の圧力によっても変わるのでしょうか？　私は温度で変わるのだったら何となく圧力でも変わるのではないかと思います。
どこかにすでに質問があるかとこのサイトでも調べたのですが解りません。実際はどちらなのでしょうか。もしご存知の方がおられましたらご回答かＵＲＬ等をご紹介いただけないでしょうか。よろしくお願い申し上げます。

回答No.4

jamf0421 · ベストアンサー

No3です。あとから考えて”温度固定で水の分圧は上がるわけでもなさそうなので”ちょっと余計でした。理想気体なら部分モルエンタルピーは単一の場合の１モルあたりのエンタルピーに同じで、(∂H/∂P)(_T)=0で要するに理想気体である限りHは圧によらない、ということですね。また、液体の方は空気で加圧したとしても純粋の水のモル当りのエンタルピーを考えればよろしいですね。こちらはh+V≠0になるはずでHが圧により変化するのですが、計算してみると（∂H/∂P）(_T)=v(1-αT)(1-κP)となります。α熱膨張係数、κは圧縮係数です。温度が低ければ(∂H/∂P)(_T)=v(1-κP）ということです。

回答No.3

jamf0421

エンタルピーの圧力依存性の問題ですね。この系で液相から気相に移るのが水だけだとすると、気体の部分モルエンタルピーと液体の部分モルエンタルピーの差が問題ですね。
系に水しかないのなら、温度を決めれば蒸気圧は決まりますから系の圧をあげることはできません。もしあげるなら空気などを系にいれるのでしょうか。
(∂H/∂P)(_T) (_Tの意味はT一定での偏微分）なる量は定温、定組成の圧力変化の潜熱h (-hが系を圧縮するときに、系の温度を一定に保つために単位圧力増加あたりに系から取り去る熱に相当）と、
h=(∂H/∂P)(_T)-V
の形で結びついています。理想気体ならばh=-Vですから、(∂H/∂P)(_T)=0です。今の例の場合、温度固定で水の分圧は上がるわけでもなさそうなので気相のエンタルピーは理想気体から外れない限り、空気で加圧しても変化無しなのでしょう。
液体の水についての知識はありませんが(∂H/∂P)(_T)=h+Vはゼロ以外の値になるはずと思います。ただし空気を入れて加圧した場合、空気が水に溶ける量が増えるので定量的に考えると複雑になると思います。という次第で蒸発熱は多分変化するのでしょう。

回答No.2

chiezo2005

＃１です。

＞圧力は水蒸気を水に閉じ込める方向に作用するからではないでしょうか。したがって気圧の高い場合、簡単には蒸発できないのではないでしょうか。

ちょっとだけ違っていて，
水蒸気と水の界面では蒸発と凝集が同時に起こっています。どちらに進むかは反応速度の問題です。
そういう意味では気相の水の分圧が高い場合には蒸発反応より凝集反応が起こりやすくなり蒸発速度は遅くなります。
ただし，
あくまでも反応速度的におっしゃられるようなことが起こっているので，
分子が液相に押し戻されるみたいなイメージとはちょっと違います。

蒸発潜熱の温度依存性についてはたとえば水蒸気が
理想気体からどのくらいずれているかわからないのでいまの時点ではなんともいえません。

エンタルピーはまず
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%83%94%E3%83%BC
を見てください。

調べ方ですが，単にGOOGLEなどの検索エンジンに
エンタルピー
と入れるだけたくさん出てきますが・・・・なにがわからないのでしょうか？

回答No.1

chiezo2005

エンタルピーで調べると良いと思います。

蒸発熱は一般的に蒸発時のエンタルピー変化です。
圧力が変わると気化した際の体積拡大による外部への仕事が
変わりますので，エンタルピー変化も変わります。

したがって，蒸発熱は圧力依存性があるということになります。

ただし気体を理想気体と考えてしまうと，
PV=一定ですので，たとえば圧力の高い状態での気化は体積変化がその分小さいので外部への仕事は変わりません。

補足

早速ご回答頂きありがとうございます。圧力依存性があるという見解を頂き定性的ですが私の直感が当たりほっとしています？？

ところでエンタルピーを調べて見ましたがわかりません。調べ方がわからないのです。私はまた直感ですが圧力が低いほうが蒸発熱または潜熱
が小さいように思います。圧力は水蒸気を水に閉じ込める方向に作用するからではないでしょうか。したがって気圧の高い場合、簡単には蒸発できないのではないでしょうか。言い換えれば気圧の高いほど潜熱は大きい。この考え方でよろしいでしょうか。再度コメント頂ければ幸せです。よろしくお願い申し上げます。