飽和水蒸気量って？

質問

飽和水蒸気量についての質問です。
いちおうは「飽和水蒸気量」というものは知っています。自分の理解は、
・空気中に含むことができる水分には限界がある。
・気温（気圧）によって、その含有量は変化する。
・気温が上がれば含むことができる水分量は増え、気温が下がれば減少する。
という具合なんですが、なぜ飽和してしまうのか、なぜ気温により変化するのかといったことがわかりません。空気中で何かしらの変化がおきているからでしょうか。どなたか教えてください。

回答No.1

acacia7 · ベストアンサー

空気中に微小の水の塊を考えてください。
結露の限界の様な水滴です。
この表面では固まりにぶつかりくっつく水分子と
その水から熱運動で飛び出す水分子があります。

熱運動が強ければ、つまり気温が高ければ、
飛び出す分子の数がくっつく分子の数を上回り、
最終的にその水滴はなくなります。

これに対し、温度が低ければ、十分に大きな水滴となって、
空気中に存在できなくなります。

ということで、「空気中に熱運動で存在できる水のクラスターの大きさに上限があるから」というのが単純化した答えじゃないかと思います。

てなことを考えると、蒸気が飽和した気体の中に微粉末などを入れると、
凝集し、気体が乾燥するかもしれないですねぇ・・・
良く知らないですけど。（＾＾；

お礼

回答ありがとうございます。
簡単な例えでよくわかりました。

回答No.3

tocoche

飽和水蒸気量は、飽和水蒸気圧に関係があります。
飽和水蒸気圧は温度によって急激に（温度℃の４乗で近似されるような曲線で）上昇し、１００℃で１気圧となります。
１気圧という条件下で飽和水蒸気圧が０．３気圧だったら、飽和水蒸気量が０．３気圧分，空気の量が０．７気圧分になります。（分圧の法則）　それ以上、水蒸気を詰め込むには圧力を上げなくてはなりません。
つまり飽和水蒸気量の変化は、空気側の性質ではなく、水蒸気側の性質ですね。

ちなみに、丸フラスコで真空を作るのに水を少しだけ入れて沸騰させるのは、加熱により水蒸気圧を１気圧以上にして、フラスコから空気を全て追い出す、この蒸気の性質を利用したものです。

お礼

回答ありがとうございます。
自然現象はよくわからないと思いきや、けっこう科学でうまく説明できてしまうもんなんですね。

回答No.2

noname#21649

＞なぜ飽和してしまうのか、
｛飽和水蒸気｝が存在するには．空気中に水分子が存在して．液体の水が存在しないと．蒸気－水の平衡が成立しませんので．必ず水と水蒸気が存在します。
水から水蒸気になる課程は．温度依存の（広義の化学）平衡反応です。
ということで．「飽和」という状態が成立します。厳密には凝集反応と蒸発反応の速度が等しくなる点を温度によって調べる事になります。

＞なぜ気温により変化するのか
水分子の振動は．温度に依存します（ブラウン運動の話を思い出してください）。
ある程度振動が弱いと水分子同士の分子間力が働き．液体の状態を保てますが．振動が激しいと乱雑さが増す方向へ変化する因子が作用して．分子間力により分子同士が結合しているよりも個別の分子であるほうがエネルギー的に安定する事になります。
たから．空気中に飛び出す水分子の量は温度に依存します。
従って．飽和水じょうき量は．温度に依存します。

こんな説明でどうですか。

お礼

真夜中に回答ありがとうございます。
学生時代に習ったことを思い出し、いろんなことがつながってきたような気がします。