低圧下と不活性ガス下の違い

質問

低圧下と不活性ガス下ではどちらの方が揮発速度が速いのでしょうか？
気体中の分圧はどちらでも同じだとします。

回答No.1

shintaro-2 · ベストアンサー

>気体中の分圧はどちらでも同じだとします。

分圧と飽和蒸気圧が同じなら同じでしょう。

回答No.2

okormazd

操作条件によります。
基本は#1さんのの回答です。
ただし、
低圧というのが圧力を低く維持するということであれば常時排気することになります。そうすると、蒸気圧と飽和蒸気圧の差が維持されて蒸発の推進力が変わらず、蒸発を続けます。
不活性ガス下というのが、単に不活性ガスを閉じ込めただけの条件なら、間もなく蒸気圧が飽和になって平衡になり、蒸発は止まります。このとき、不活性ガスを排気しながら流し続けるということであれば、低圧条件と同じようですが、
ふつうは、低圧にすると沸点が下がり、飽和蒸気圧も下がります。これは蒸発速度に不利になります。
したがって、不活性ガスを流し続けて、温度・飽和蒸気圧を維持したほうが、蒸発速度は大きくなります。
真空蒸発とか減圧蒸留というのは、低温で操作できるということに意義があるのですが、低圧を維持するために排気することによって、蒸発速度が維持され、結果として蒸発速度が大きくなりますが、沸点・飽和蒸気圧低下ということでは蒸発速度には不利です。
気温が高くて風があれば洗濯物が早く乾く。

お礼

あまり細かく状況を仮定すると複雑になるので避けましたが、
排気により物質を順次除去していく、もしくは不活性ガスとともにガスをフローさせることで、それぞれ蒸発を継続させることが出来そうですね。
ただし
>ふつうは、低圧にすると沸点が下がり、飽和蒸気圧も下がります。これは蒸発速度に不利になります。

飽和蒸気圧と正相関にあるのは沸点ではなく環境温度かと思います。
飽和蒸気圧は環境温度が一定であれば一定であり、減圧することで飽和蒸気圧まで下げることで、沸騰させることが出来るという理屈かと。
もし低圧にすることで飽和蒸気圧も下がるのであれば、いつまでも飽和蒸気圧に届きません。
低圧にすることで、飽和蒸気圧の低い気体の飽和蒸気圧にも達し、蒸発させるのが減圧蒸留の原理かと思います。