真空になりますか？

質問

１、密閉した容器内を水蒸気で満たす（H2O以外の気体を完全に追い出す）
２、容器全体を氷点下で冷却する

このようにすれば、水蒸気が水になって氷になって、容器内は真空になりますか？

回答No.8

tadys · ベストアンサー

真空の定義次第です。

工業的にはJIS規格で大気圧より圧力が低い空間を真空と定義されています。
通常は大気圧より十分に低い圧力を真空というので容器内は真空になります。

物理的には空間だけが有ってそれ以外の何もない状態というものはありません。
宇宙空間の真空状態でも原子がゼロという事はありません。
たとえ原子がゼロであっても温度がゼロでなければ電磁波の輻射が有るので何もないとは言えません。
こちらを参考に
http://www.ulvac-kyushu.com/bunkei/welcome/whats/
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/intergalactic_space.html
http://osksn2.hep.sci.osaka-u.ac.jp/~naga/kogi/shimane-class09/shimanelec2_vac.pdf

お礼

ご回答ありがとうございました。
大気圧より十分に低い圧力にはなるのですね。

回答No.11

tadys

容器の中に水だけが存在している場合に容器内の圧力がどのような圧力になるのかは水の相図（状態図ともいう）で分かります。
相図の例です。（図10.1）
http://e.sci.osaka-cu.ac.jp/yoshino/edu/water/chapter10.pdf

こちらでは温度（0～374℃）を指定してその時の圧力を計算できます。
http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01070.htm

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.10

sailor

真空という意味が完全真空ということなら無理です。

ただし物理学で言う真空とは全く何もない状態を示す言葉ではなく。圧力が外気圧（容器の外側よりも低いという意味で大気圧よりも低いという意味ではないことに注意）よりも低い状態のことを指す言葉ですので、その意味では真空になります。

まぁ、どの程度の真空度が必要なのかはわかりませんが、超高真空（かなりおおざっぱですが宇宙空間程度の真空度）は無理でも、それなりの（一般的な真空ポンプで得られる程度）真空度は得られるでしょう。

超高真空をつくる場合は高性能な真空ポンプで排気した後に加熱し真空容器内についている気体分子を容器から剥離してさらに液体窒素などを使い冷却することによってつくります。
まぁ、こういった状態は電子顕微鏡や粒子加速器などの特殊な場合でしか使われませんけどね。

お礼

ご回答ありがとうございました。
一般的な真空ポンプで得られる程度の真空にはなるのですね。

回答No.9

nijjin

氷点下よりも低い絶対零度まで冷やせば中に残った僅かな気体も液体となり真空になるかもしれません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.7

tetsumyi

真空にはなりませんが、空気を追い出すことはできます。
実際にこのような方法で、缶ごと熱くした物を密封して常温にすることで缶詰を作ることが昔から行われて、殺菌と同時に酸素をなくして酸化しないようにして長期保存できるようにしています。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.6

QCD2001

冷たいコップに水滴がつきます。これは空気中の水蒸気が冷たいコップで冷やされて水になったのです。つまり、水の沸点である100度よりも低い温度でも気体の状態の水蒸気は空気中に存在しているのです。そして、0度より低くなってもある量の気体の水蒸気が空気中に存在しています。ですから、ペットボトルを水蒸気で満たして氷点下に冷却しても真空にはなりません。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E6%B0%97%E5%9C%A7
0度では約0.006気圧の水蒸気が存在します。

お礼

ご回答ありがとうございました。
ある程度の圧力は残っても真空に近い状態にはなるのですね。

回答No.5

terminator_5

発電所のタービンを効率良く回すため、復水器で水蒸気を冷却して水に戻すことにより、真空状態に近い気圧に下げることは良く行われています。
要するにタービン出口の背圧を下げる効果により、発生した水蒸気の圧力を有効に使うことが出来ます。

従って、発電所の立地は冷却用の水が大量に得られる海岸の近くか、そうでない場合は巨大な冷却塔を建てて空気で冷やすことになります。

お礼

ご回答ありがとうございました。
どのような構造かは分かりませんが実在するんですね。

回答No.4

hayasi456

気圧は下がるでしょう。

コーヒーサイフォンを想像しました。
https://www.youtube.com/watch?v=Wmgdklg1y44
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%92%E3%83%BC%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%B3

常温でも
食品の鮮度を保つ為の脱酸素剤があります。
http://www.torishige.co.jp/goods/everfresh/
原理を読むと酸素を吸収させるならホッカイロでよさそうなので
密閉できる容器にホッカイロを入れを酸素スプレーで酸素で満たし窒素を排除ししばらくまてば・・・・・。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.3

maiko0333

すでに答えは出ていますが、やったとして、
容器が潰れてぺしゃんこになり、空間はできないでしょうね。

相当頑丈な容器でないと無理です。
試験管のような長さ１０ｍ以上の容器に水を満たして逆さにすれば
１０ｍを超えたところに真空ができます。
そのくらい（１０ｍの高さの水の重量を支えられるくらい）の容器になります。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

ImprezaSTi

真空に近い状態にはなるが、厳密に言う「真空」にはならない。

(1)容器を水蒸気で満たしても、100%の体積が水蒸気で置換できているか判別できない。また、水蒸気に空気が含まれている可能性が大きい。
(2)幾ら氷点下に冷やしても、空間には必ず水蒸気が漂うので、真空では無い。

どうしても真空を作る必要があるお出あれば、やはり真空ポンプで作るしか方法はありません。

お礼

ご回答ありがとうございました。
ある程度の圧力は残っても真空に近い状態にはなるのですね。

回答No.1

Gletscher

1がすでに無理じゃないですか？
水蒸気とゆうのは空気中に水の粒が散らばっているんですよね？
その水の粒以外はなんでしょう？
水の粒以外は無いなら、全部水でしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございました。