蒸気の性質

質問

ボイラ技士の教科書に「水の蒸発熱（潜熱）は圧力が高くなるほど小さくなり…」と書いてありました。イメージが全くわきません。まわりの圧力が高くなるとそれだけ蒸発しにくいように感じます。例えば真空中に水を投入できたとしたら一気に蒸発しますよね？
もう少し身近で考えると、山の上でお湯を沸かすと90℃位で沸騰しますよね？つまりはそれだけ蒸発し易くなっているのではないでしょうか？
どうして圧力が高いほど蒸発しやすいとなっているのでしょうか？
言い換えると圧力が高い方が蒸発に必要なエネルギーが小さくて済むのはどうしてでしょうか？
これがわからないと臨界圧力も理解しにくいです。

回答No.2

sinn_o · ベストアンサー

水の蒸発熱（潜熱）は圧力が高くなるほど小さくなるってことが、”感覚的に”理解しづらいというご質問ですよね。

私の感覚的理解をご紹介しますので、ご参考になれば。

圧力が高ければ高いほど、蒸気（気体）の単位体積あたり分子数（あるいは比重）は増える／反対に水（気体）は基本的に非圧縮流体なので単位体積あたり分子数（あるいは比重）はそんなに変わらないですよね。

ということは、圧力が近ければ近いほど、水と蒸気は”似てくる”とイメージしてます。
似ているから、液体⇔気体の遷移がしやすいんだろうと。

臨界圧については、同じように比重で考えると、
標準状態で水１molは概略、18グラムで18cc。
蒸気1molは、標準状態で、体積22.4リットル。

蒸気を臨界圧220MPaまで圧縮すると、非常に単純に計算すれば22.4リットル÷(220MPa/0.1MPa)≒10ccになります。
標準状態の水が1molで18ccだから、いかにも気液の区別がなくなりそうじゃありませんか（笑。

お礼

イメージ的に大変つかみやすいご説明ありがとうございました。もう少し勉強して理解を深めたいと思います。

回答No.1

hirokazu5

「蒸気表」を手に入れて、数字の頁を見るなり、グラフの頁を見るなりすれば分かります。
ボイラ技師を目指すのであれば、蒸気表くらい読めるでしょう。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
蒸気表などに事実が表記されているわけですからもちろんこれをもとに計算すればいいんですがそもそも蒸気がどうしてそのような性質をもつのか、気体がなぜこのような挙動をするなかについて知りたかったもので。ボイラ技士は目指しておりませんが頑張って勉強したいと思います。ありがとうございました。