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なぜ27℃の飽和蒸気圧になるのでしょうか
- 27℃において容器Aと容器BはコックCによって繋がれている。Cは開いており、A、Bには水が入っていて飽和蒸気圧2.7×10＾３Paを示している。
- Bのみを127℃にし、圧力を求める。答えは2.7×10＾３Pa。理由はB内の液体が蒸発してAに移動し、A内で凝縮して液体の水になるため。
- 確かに27℃のAに液体がありますが、Bにも127℃の水蒸気があるため圧力が変わらないと言うのは不思議です。
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温度が127℃になったからといって、圧力が飽和蒸気圧になる必要はありません。 飽和蒸気圧とは127℃の蒸気の最大圧力であって、蒸気自体の圧力はそれ以下となることを禁じているわけではありません。 実際にBの蒸気圧が27℃の飽和蒸気圧を超えるとAとBに気圧差が生じ蒸気の流れが発生します。 Bの蒸気がAの蒸気を押し込んだ、と考えればよいでしょう。 押し込まれたAの蒸気は圧力が上がろうとしますが、飽和蒸気圧以上の圧力になることは出来ないため、一部が結露することで圧力を減らします。 反面、B内の蒸気は膨張するため圧力が減少します。B内に水が残っていれば飽和蒸気圧になるまでB内の水が追加で蒸発します。 このことを繰り返すうちにB内の水が全て蒸発してしまうと、B内の蒸気は膨張に伴い圧力が現象を始めます。最終的にA内の圧力とつりあう圧力になるまで膨張が続きます。
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- misawajp
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Cを開けたまま、Bのみを127℃にした この時の圧力を求めよ の解釈の仕方で変わります（問題がかなりアバウトです） このときの圧力とはどの部分の圧力なのか、それはBに水が残っているときなのか、Bの水がすべて蒸発した後のことなのか ＊Aは27℃のまま維持されるならば、解のようにAの圧力は27℃の飽和蒸気圧です Bの圧力は Cの流量（流せる能力)に依存します Cの流せる能力に平衡する蒸気圧になります（Aよりは少し高い） ＊Aが断熱されているならば、Bに加えられた熱が水蒸気で運ばれAの温度を上昇させます それによりAの飽和蒸気圧はあがります 以上をよく検討してください かなりの仮定をしないと解は複数（無数）に存在します それとも授業で、暗黙の了解事項が決められているのでしょうか
お礼
回答ありがとうございます すいません 質問内容に書いてなかったですね もっと丁寧に書くべきでした
- sanori
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こんにちは。 Ｂだけを １２７℃ にすると蒸発が起こり、Ｂ近辺の圧力は一時的に上昇します。 そして、増えた水蒸気はＡで凝結します。 つまり、Ｂで水蒸気を「生産」・「供給」して、Ａで水蒸気を「消費」します。これが連続的に起こります。 この間、系の圧力は２７℃の飽和水蒸気圧（２．７×１０^3 Ｐａ）と１２７℃の飽和水蒸気圧の中間の圧力になります。 ここで、Ａで起こる凝結の速さが十分速く、かつ、液体がない部分（水蒸気がある部分）の体積がＢで発生する水蒸気の量より常に十分大きいという近似のもとでは、２７℃の飽和水蒸気圧（より僅かに高い圧力）が依然として保たれるということになります。
お礼
回答ありがとうございます
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