大気圧が異なるときの飽和蒸気圧の測定値

質問

エタノールの飽和蒸気圧を水銀柱を使って測ると 20℃で 44 mmHg らしいです．
http://momiage.net/5-howa.shtml
同じ方法で大気圧が 1/2 気圧，1 気圧，2 気圧，4 気圧の条件で 20 ℃のエタノールの飽和蒸気圧を測ったら異なる値になりますか？

( 大気圧: 大気圧を水銀柱で測った値, エタノールの飽和蒸気圧を水銀柱で測った値 )
= (1/2 気圧: 380, 88 )
= ( 1 気圧: 760, 44 )
= ( 2 気圧: 1520, 22 )
= ( 4 気圧: 3040, 11 ) ( mmHg )
になると思うのですが違いますか？

回答No.5

shouga9 · ベストアンサー

No.2,3,4です。

回答No.1補足＞
＞大気圧が 1 気圧の 2 倍の圧力で水銀柱を 1520 mm 押し上げていたら，
＞エタノールの飽和蒸気圧は 1 気圧のときの半分，つまり 22 mm しか
＞水銀柱を押し下げられないと思ったのですが，
やっと質問の意味がわかりました。

エタノール蒸気が水銀柱を押し下げます。その圧力が一定なら、
それに逆らう「大気圧が水銀柱を押し上げる力]が変わればその高さも変わるんじゃないの？
ってことですね。

初めは「飽和蒸気量」だったのに、後出しで「水銀柱高さ差」に、内容が変わってきてます。

水銀柱の高さの差、というのがそもそも「大気圧１気圧の場合は」であり、
大気圧が半分とか２倍とか、自然環境ではありえない状況は想定外。
引用UR先はざっくばらんな頁で、そういう細かい条件は省略されてあたりまえです。

場所が富士山頂なら、とか、大気圧半分とか２倍とか、現実にはまずない状況なんか想定外。
天候による影響はあり得ますが、それとて気圧変動は、台風でも±15%程度です。

とはいえ、それでも尚、「飽和水蒸気量」の数値は、変わりません。

水銀柱高さは、１気圧の基では44mm差だが、２気圧の基では22mm。にはなるでしょうね。

＞= ( 4 気圧: 3040, 11 ) ( mmHg )
は「何言ってんの？」な表記です。４気圧なのにmmHg？

そもそも圧力を示す数字「760mmHg」とか「44mmHg」の数字部分は
「１気圧の基での水銀柱の高さ(または差）」なので、
大気圧が１気圧以外なのにｘｘmmHgの数字だけとか、それに「mmHg」という単位を付けるなどは、
正しくないです。

お礼

何度もご回答いただき，ありがとうございます．
mmHg は，圧力を示す単位で，数字は「１気圧の基での水銀柱の高さ(または差）」をあらわす，が疑問で，知りたかったことでした．

大気圧が変わればリンク先の方法で測った大気圧を現わす水銀柱の高さが変わり，読み値( mm )が変わり，mmHg が変わると思ってました．
さらに，質問のように，大気圧が異なると飽和蒸気圧を示す水銀柱の高さの差が変わると思いました．
それなら 1 気圧下でないところでエタノールの飽和蒸気圧を測り，水銀柱の高さの差を飽和蒸気圧とすると 1 気圧下で測定した値と異なる，書くなら mmHg に大気圧を付記でもするのかな？と思いました．
さすがにそれはないと思ったのですが，知識がなくてわからなかったです．
それで質問しました．
教えていただいて，mmHg が「１気圧の基で」を内包することを知り，大気圧によって mmHg は変わらないことを理解しました．
おつきあいただいて，ありがとうございます＾＾

質問の( mmHg )は読み値を誤解して処理した圧力の単位で間違いでした．( mm )が読み値の長さの単位で正しいです．

回答No.4

shouga9

No.2,3です。

＞http://momiage.net/5-howa.shtml
＞の測定方法でエタノールの飽和蒸気圧を測るとき，
＞測定場所がたとえば高山など大気圧が 1 気圧より低い場所だったら，
＞水銀柱は 44 mm より下がるのではないか？という質問です．

はぁ。
質問文＞( 大気圧: 大気圧を水銀柱で測った値, エタノールの飽和蒸気圧を水銀柱で測った値 )
も意味不明だし
実験では水銀柱は２本あり、水銀柱の高さが異なるのに
質問文＞= (1/2 気圧: 380, 88 )
(途中省略)
質問文＞になると思うのですが違いますか？
としか書いてなく、どっちを指してるのか不明な上、それが
水銀柱左「エタノールが無関係」を指してるなら数字はその通りですがエタノール無関係なので
この数値を持ってきた意味が不明。
水銀柱右は予測数値としても違いすぎ。

質問文が意味不明なんですよ。

＞水銀柱は 44 mm より下がるのではないか？

水銀柱の高さの意味は、
その高さ分の水銀の重さ(によって下がろうとする力）
と
大気圧が水銀を押し上げようとする力
が
釣り合った状態で、水銀柱の上部にできた空間は真空です。
つまり大気圧による影響がない状態です。
で、右だけエタノール蒸気が及ぼす「押し下げる力増」により生じる水銀柱高さの差が
「エタノールの飽和蒸気量だろ」という予測の基に行われた実験なわけです。

というわけで、
＞水銀柱は 44 mm より下がるのではないか？
この予測は外れてると考えます。
繰り返しますが、水銀柱高さの差は、大気圧は影響してないので。

尤も、私は実際に実験してないので他の何らかの影響により数値は違ってくる可能性も否めず、
断言しませんが。

お礼

今，このご回答に気がつきました．
混乱した思考の余波が及ぼしてしまったようです．
ご迷惑をおかけしました．

回答No.3

shouga9

No.2です。すみません。文章ボロボロなので書き直します

＞どの大気圧でも 20 ℃ で 44 mmHg

「飽和蒸気圧」とは、物質固有の値です。
「これ以上蒸発できない、周囲の気圧」で、エタノールの場合は44mmHg
(水銀柱を44mm押し上げられる圧力)という意味です。
温度の影響は受けるので、何度のときなのか、も併記します。

高圧下なら蒸発量は減りますが、それは「飽和蒸気圧が高くなった」のではありません。

なので
質問文＞大気圧が 1/2 気圧，1 気圧，2 気圧，4 気圧の条件で 20 ℃の
＞エタノールの飽和蒸気圧を測ったら異なる値になりますか？
何言ってるのかわかりません。
「飽和蒸気圧」を、どうやって測るつもりですか？

回答No.2

shouga9

＞どの大気圧でも 20 ℃ で 44 mmHg

「飽和水蒸気量」とは、物質固有の値です。
「これ以上蒸発できなくなる周囲の気圧」で、エタノールの場合は44mmHg
(水銀柱を44mm押し上げられる圧力)という、物質固有の値です。
温度の影響は受けるので、何度のときなのか、も併記します。

高圧化なら蒸発量は減りますが、それは「飽和蒸気圧が高くなった」のではありません。
温度が変わらなければ「飽和蒸気圧」は一定です。

なので
質問文＞大気圧が 1/2 気圧，1 気圧，2 気圧，4 気圧の条件で 20 ℃の
＞エタノールの飽和蒸気圧を測ったら異なる値になりますか？
何言ってるのかわかりません。
「飽和水上気圧」を、どうやって測るつもりですか？

補足

はっきり書いていただき，飽和蒸気圧についていろいろとわかりました．ありがとうございます．
質問がわかりにくくて失礼します．
http://momiage.net/5-howa.shtml
の測定方法でエタノールの飽和蒸気圧を測るとき，
測定場所がたとえば高山など大気圧が 1 気圧より低い場所だったら，
水銀柱は 44 mm より下がるのではないか？という質問です．
（または地球と重力が同じで，大気圧が異なる星で測ったらどうなるか）

回答No.1

trytobe

同じ温度での飽和蒸気圧は同じまま。だから、どの大気圧でも20℃で44mmHg。

気圧を上げると、水が１００℃でも沸騰しないのは、大気圧が水の飽和蒸気圧よりも高いから、全部気体になることができずに押さえつけられて、１気圧分だけしか水蒸気になれていない（飽和水蒸気圧は１００℃で１気圧のまま）だから。（圧力鍋は、このおかげで１２０℃とかでも液体につかったまま煮物ができるから早く調理ができる）

それと同じで、気圧を下げると、簡単に水分が抜けるとか乾燥するのは、大気圧が飽和蒸気圧より下がると、いくらでも蒸発しても大気中での分圧が飽和水蒸気圧に達しないから。だから、２０℃でエタノールを44mmHg以下の低圧力下におけば、全部蒸発してしまう。

補足

説明は理解できました．しかしどの大気圧でも 20 ℃ で 44 mmHg が理解できません．
たとえば大気圧が 2 気圧のとき，水銀柱の中のエタノールが蒸発して飽和蒸気圧に達し，
上の隙間に1気圧で 44 mmHg 分の圧力をかけたとき，
大気圧が 1 気圧の 2 倍の圧力で水銀柱を 1520 mm 押し上げていたら，
エタノールの飽和蒸気圧は 1 気圧のときの半分，つまり 22 mm しか水銀柱を押し下げられないと思ったのですが，違うでしょうか？