霧吹きで

質問

霧吹きで
霧吹きにお湯を入れても吹き出るのは
冷たい水
なんで？

回答No.6

sailor · ベストアンサー

揚げ足を取るようで申し訳ないのですが、多分＃3の方は理解しておいでで、その上でわかりやすくということでの表現だと思いますが、ヤカンの口や鍋から立ち上がる湯気はまさに霧（微小な水滴）そのもので水蒸気ではありません。水蒸気とは字のとおり気体でしかも無色透明ですので目で見ることはできません。

学校で習った（もしくはこれから？）と思うのですが、物質の三体というのがありますよね。そう、気体・液体・固体というやつです。これらは圧力や温度・雰囲気中の飽和度などで変わります。たとえば100℃を超えた部屋では圧力が1気圧以下では湯気（霧と同じ微小な水滴）の状態はありえませんし。逆に圧力とても高い状態では100℃を超えても水は霧の状態で存在することができます。飽和度の話も入れるとたこれは冬場によく聞く湿度のことなのですが、ある温度である気圧のもでの空気中（雰囲気中）の水蒸気の飽和度をあらわすのが湿度という数値です。一般的に湿度**％などとあらわしますがこれは相対湿度といって、その時の空気が含める最大量の水蒸気に対して今がどの程度かを表します。水は温度が低くても（たとえ0℃以下でも）水蒸気になって空気中に蒸発していきますが、この蒸発しやすさは飽和度によって大きく変わります。このように温度・圧力・飽和度によって相変化は大きく異なった状態を示すので、学習の対象としてはとても面白いかともいます。

ちなみに、霧吹きで熱湯を吹いても冷たい霧しか出ないのは、霧吹きの管を通ってくる間や、ノズルから出て細かい粒になったときに熱を奪われてしまうからです。先の方が説明されているとおり粒が小さくなるほど体積に対する面積の割合が大きく（2乗3乗の法則といいます）なるため、その粒の持っている熱エネルギー（体積）に大して冷たい空気に触れる面積が急に大きくなるため一気に冷えてしまい、冷たい霧にしかならないというわけです。周辺の空気が十分に熱く、霧吹き自体の温度も十分に熱ければ、熱い霧も出ますし。温度しだいによってはいきなり水蒸気の状態で噴出して何も見えないなんてことも起こります。

お礼

素朴な疑問でしたが、科学的な返答でとてもよかったです。ありがとうございます。身近なことも科学的にとらえると面白いですね。

回答No.5

polymer1

No3回答者です。

Ｎｏ２の方へのお礼にある質問についてです。

質問「熱い霧を作るのは不可能なんですかね？」

霧とは、その温度雰囲気での飽和蒸気量を超えて水分が供給された場合に、凝集して微小な液滴が空中を浮遊して霧として見えるのですよね。此処までは判りますよね。

と言うことは、比較的小さな空間でよければ、やかんの口から出る水蒸気＝霧は、１００℃に近いですね。自然では、大きな温泉の噴出し口は、熱い霧と言って良いと思います。

如何ですか？

回答No.4

MVX250F001

高温の霧

高温の水蒸気(気体)を噴霧すれば、霧(液体)になった瞬間は100度です
一気に冷めていくと思いますが

回答No.3

polymer1

No2の方が言われるように急激に冷やされる（熱移動）することも事実ですが、それと同時に、表面積が大きくなったことにより気化熱としての相転移による冷却も大きなウェイトを占めると思います。
すなわち、霧吹きを吹く雰囲気の温度も影響しますが、それと同時に雰囲気の水蒸気飽和度の影響も有ると考えます。

回答No.2

MVX250F001

粒が小さいので、体積に対しての表面積が増え、空気で急激に冷やされるからです

お礼

わかりやすい回答ありがとうございます。
と言うことは熱い霧を作るのは不可能なんですかね？

回答No.1

noname#111369

答えを出す前に思考実験を。
１００℃の部屋と２５℃の部屋を用意する。

双方の部屋で１００℃のお湯を霧吹きに入れて、
霧を出してみる。

さて、貴方の思考の中で実験結果はどうなりましたか？。

１つ、考え方として、部屋には風は無いけど、
霧吹きで造った霧は霧吹きから勢い良く噴出す訳だ。
という事は空気と接する水滴面に風が吹くと同じ状態なのではと、
想像が出来るかも知れないね。