水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達していない時の水の状態について

質問

空気中の水蒸気圧（Pw）が飽和水蒸気圧(Psat)を上回る時(Pw-Psat>0)、
水の凝縮が起こることは分かります。それに伴い、潜熱が生じることが考えられ、潜熱の大きさは、Pw-Psat に何らかの係数をかけることにより、計算することができるということは予想されます。
それに対し、Pw-Psat<0 の時、相変化は起こらないため、潜熱を計算することはできないと思います。それでは、Pw-Psat<0の物理的な意味とは何なのでしょうか？Pw-Psat<0の時、大気中の水はどのような状態にあるのでしょうか？
もし、分かる方がいましたら、教えていただきたいのです。よろしくお願いします。

回答No.4

0shiete · ベストアンサー

具体例で考えて見ましょう。

大気開放下では、飽和蒸気圧は約100kPaですね。つまり水の温度を上げていって、100℃になれば、飽和蒸気圧と水蒸気圧が等しくなり（Pw-Psat=0）、この状態が沸騰状態ですね。

100℃以下の温度の水は日常生活でよく目にしますが、
この状態はPw-Psat<0ですね。このときには何が起こっているのでしょう？

洗濯物が乾くことから考えても、どんどん蒸発が起こっていることがわかります。このとき大気中の水は水蒸気の状態で存在しています。

お礼

分かりやすい例を挙げての説明も頂けて、非常にわかりやすかったです。
ありがとうございました。

回答No.3

9766

Pw-Psat<0 は、水がない状態。
Pw-Psat=0 は水と蒸気が共存している状態。
真空ポンプでどんどん空気を吐き出して、空気中の水蒸気圧力を下げると
等しく飽和水蒸気圧力も低下し、水は沸騰します。

お礼

真空ポンプを使って、水を沸騰させることも可能なのですね。
回答ありがとうございました。

回答No.2

kikero

気体のまま存在します。
　Ｐw/Ｐsatの事を、「相対湿度」と言います。普通、「湿度」と言っているあれです。相対湿度が100%になるまでは凝縮ではなく蒸発傾向を持ちます。
　空気を圧縮すると凝縮水が出ますが、これは、Ｐsatが変わらないのに、Ｐwが全圧の増加に比例して大きくなるので、Ｐw'/Ｐsatが１以上になるからです。

お礼

回答ありがとうございます。
相対湿度が100%になるまでは蒸発傾向を示すことは初めて知りました。
ありがとうございました。

回答No.1

SCNK

単に水蒸気であるだけではないでしょうか。つまり水分子が大気に混ざっている状態です。
蒸気機関などでシリンダー内部で凝縮しないように、あえて加熱するような場合、過熱蒸気ともいっています。

お礼

非常に早く回答をしていただいて、ありがとうございます。
Pw-Psat<0の時には、水は水蒸気として空気中に存在しているのですね。