水の蒸気

質問

水は100℃で蒸発するのに、なぜもっと低い温度で蒸気になるのですか？お風呂の湯気のように...。

回答No.10

yuubou · ベストアンサー

コップの中の水は一見静止しているように見えますが、ミクロの目で見ると
水の分子は違います。

水の分子は、外部から受けた熱エネルギーにより、絶えず振動しています。

例えて言えば、コップの中に勝手に振動しているビーズがあると想像して下さい。

この振動エネルギーは、コップの周囲から受けている熱エネルギーによるものです。

あるビーズは、周りの複数のビーズから同時に体当たりを食らうことがあります。

そうすると、同時体当たりを受けたビーズは、コップの外に、はじき飛ばされてしまいます。

逆に体当たりをしたビーズは、飛び出したビーズにエネルギーを与えてしまったので
しばらくは静かな状態となります。
（つまり、外に飛び出したビーズにコップの中のエネルギーを持ち去られた訳です）

しかし、しばらくすると、周りから入ってきた熱エネルギーにより、元気を
取り戻して、また振動を始めます。

これを繰り返すうちに、コップの中のビーズは徐々に減っていきます。

これが蒸発です。

一気圧の中では100℃という温度は、これ以上エネルギーを受けたら、ビーズにとって
コップの中にはいられないほど振動が大きくなっています。

ここで沸騰という現象が始まるのですが、コップの外に飛び出すビーズが持ち去って
くれる熱エネルギーと、周りから与えられるエネルギーが、釣り合うところで
安定します。

一気圧100℃という温度がその安定場所となります。

気圧が高いと、圧力でビーズの動きは小さくなり、温度を高くしないと沸騰しません。

逆に気圧が低くなると、気圧による押さえ込みの力が減るため、活発に振動し
沸騰しやすくなります。

100℃というのは、一気圧中での沸騰するという水の特異点であり
蒸発とは何ら関係ありません。

回答No.9

nozomi500

基本的なことは既に出ていますので、細かいことを、

＃８さんの「白い水蒸気」は、「湯気」の間違い。
水蒸気は「気体」ですので、見えません。＃５さんが正しい。

さらに＃７さんの
「蒸気は完全に透明ですので、目には見えません」
も、
「液体の水」が白いわけでなく、「無色（本当は完全に無色ではないが、無色であるとしても）であっても、細かい粒であれば白く見えるものです。
乱反射といいます。
１気圧の中では、１００度を超えた状態では「水滴」で存在できませんから、「白い湯気」も存在できません。

沸騰しているやかんの口をよくみると、ちょっと離れたところから白くなってます。

回答No.8

seyber

１００度は沸点です。

その他に気化点や露点、凝固点があります。
気化点は水が気化出来る温度、
露点は、空気中の水蒸気が水滴になる温度。
凝固点は氷になる温度です。

気化点は、沸点よりかなり低いのです。
例えば酒ですが、臭うのはアルコールが気化しているからです。
沸騰するのはもっと高い温度です。

水は１００度で沸騰し、連続して過熱すれば全ての水分子は水蒸気に変化する。
（液体でいられなくなる上限温度の事です）

水は常温で気体になるんですよ。＾＾
冬に息をはくと白い水蒸気が見られます。＾＾

回答No.7

onihei_under7

そもそも水（液体）という状態が、とても不安定な状態なのですね。
　そこらに放置してあると、水はそのうちに蒸発しきってしまいます。液体の水というのは、いつか蒸気になってしまう物質の一時的な姿であると思うべきでしょう。

　水がすぐに蒸発していってしまわずに、液体の姿でいられるのは、圧力で押さえこまれているからです。
　水分子の持つ「気体に変わろうとする圧力」と、周囲から押さえこまれる圧力とが拮抗しているので、水は水でいられるわけですね。

　この「周囲から押さえこむ圧力」がなにかと説明すると、「水蒸気分圧」とかいう言葉が出てきてややこしくなるのですが……。
　まあ、大雑把に理解するなら、「空気の圧力」と思ってください。

　この二つの圧力同士が完全に拮抗していると、水はいつまでも水のままでいられます。しかし密閉されていない空気の中では、常に「水の気体に変わろうとする圧力」のほうが勝っているので、水は蒸発を続けていって、いずれは完全に消えてしまうわけです。

　ちなみにお風呂の湯気やら、ヤカンから吹き出す白いものとかは、いったんは蒸気になったものが外気によって冷やされて、細かな水滴に変わったものです。蒸気は完全に透明ですので、目には見えません。（蒸気というのは白い気体だと誤解してる人が多いです。まあ細かいことですけど）

　なお１００度になると、水分子の持つ「気体に変わろうとする圧力」が大気圧（１０２３ヘクトパスカル）を上回ってしまいます。すると水は無制限に水蒸気になれますので、沸騰してどんどん飛んで行ってしまうわけです。

　ちなみに水蒸気に圧力を掛けてやると水に戻ります。１００度以上の「水」を作ることもできます。一気圧以上が必要ですが。
　圧力鍋の中などは、加圧することで、１２０度くらいの液体の「水」が存在しています。

　また気圧が低くなると、水が沸騰する温度も低くなります。富士山の山頂あたりだと、水は６３度で沸騰するそうです。（ご飯が炊けないそうです）
　もっともっと気圧が低くなって、宇宙空間のような完全な真空になると、水は０度以下でも沸騰して水蒸気になったりします。固体から直接蒸気に変わる現象は沸騰といわず昇華といいますが。

回答No.6

noname#7585

誰か100度でも蒸発しない場合の圧力を答えてよ。

回答No.5

Freeuser

水は確かに100度でも蒸発しますが、正確に言うと、100度で「沸騰する」です。

沸騰というのは、液体の表面ではもちろん、内部でも蒸発が起こり、気泡が生じ、ぶくぶくするという現象です。この現象が起こる温度を沸点といい、水の場合は100度なのです。

ちなみに、お風呂の湯気は水蒸気(気体)ではなく、小さな液体の粒です。雲や霧などもそうですね。本物の水蒸気は目に見えません。

回答No.4

tacky-express

「蒸発」についてですが、これは、液体の水の分子が大気圧に打ち勝って水から飛び出していってしまう現象です。水分子は常に水の中を動き回っていて、ほかの水分子とぶつかったり、あるいは、水から飛び出して空気中に蒸発していきます。ちなみに、この水分子の動きは、温度が高いほどスピードが速くなります。

（もちろん、逆に空気中の水分子(水蒸気)も他の分子とぶつかったり、水の中に入ったりします。これを「凝縮」と言います。）

　次は「沸騰」についてです。分子が動き回るスピードは温度が高くなるにつれて速くなり、水がもはや液体ではいられなくなります。すると、水分子は「蒸発」のようにのんきに水面で気体になっている余裕などなくなってしまいます。すると、水中で気体になってしまうのです。これが「沸騰」で、泡がぼこぼこ出てくるもとなのです。

回答No.3

パんだ パンだ（@Josquin）

分子は熱運動していますが、その運動エネルギーは分子によって様々です。水面近くの分子の運動エネルギーが分子間に働く引力によるエネルギーより大きくなると、沸点より低くても、その分子は外に飛び出していきます。それが蒸発です。

回答No.2

yamayamachan

正確には、「水は（１気圧では）100℃で沸騰する」ですね。蒸発は、温度や湿度、蒸気圧などの関係もありますが、沸点（水では100℃）より低い温度でも行われています。コップに入れた水も蒸発しますよね。沸騰と蒸発は、別の現象です。

回答No.1

latour64

１００度は沸点、つまり沸騰します。沸騰＝液体でいられない＝全て気体に変化していく。
逆に１００度以下では全て液体ではなく、状況によって液体でも気体でも存在できるということです。