蒸気圧と沸点 『水の沸点は変化する』 水は何度で沸騰しますか? はい,95℃前後から沸騰し始め, 沸点は100℃です。 ただし,通常の大気圧(1気圧: 1013hP) での場合です。 沸騰とは, どのような状態ですか? 蒸気圧が大気圧と等しくなり, 液体内部からも気化が起こって気 泡の生成がみられる状態です。 そのときの温度が沸点です。 蒸 気 圧 とは? • 密閉容器に液体を入れ 温度が高くなると蒸 ,温度を一定に保つと 気圧は高くなる。 容器内の蒸気の圧力は 一定になる。 • 飽和状態では蒸発と凝 縮が同時に起こり,そ の速度が等しいため, 見掛け上変化はない。 • このときの蒸気の圧力 を蒸気圧または飽和蒸 気圧という。 蒸 気 圧 と 沸 点 • 液体の温度を高くして 蒸気圧が大気圧と等し くなると,液体内部か らも気化が起こり,気 泡の生成がみられる。 • この現象が沸騰で,そ のときの温度を沸点と いう。沸騰中は,得ら れる熱は蒸発熱として 使われ, 液体がすべて 気体に変わるまで温度 は変わらない。 • 水の大気圧(1気圧: 1013hP)下での沸点は 100℃である。 水とエタノールの蒸気圧と沸点 蒸気圧曲線 蒸気圧(hP) 1013 1000 1013hP (1気圧)の温度が沸点 800 723.6 水 エタノール 701 600 470.3 473 400 295.7 311.7 179.7 200 58.2 31.1 15.9 23 11.9 0 15.77 0 10 20 198.3 104.7 73.4 42.1 30 40 エタノールの 沸点 78.6℃ 123 50 温度(℃) 60 70 80 90 水の沸点 100℃ 100 Q1 圧力が下がると 沸点が低くなる? 富士山頂付近では, 水は何度で沸騰するか? 富士山 高度3776m 高度による気圧の低下 0~100m -12.0hP 0~1000m 平均 -11.4hP/100m 1000~2000m 平均 -10.4hP/100m 2000~3000m 平均 -9.4hP/100m 0~3800m 平均 10.0hP/100m 3800mの高地での気圧 100mごとに平均10hP減少 → -10hP×3800m /100m =-380hP 高度3800mの気圧は 1013hPー380hPより =633hPとなる グラフから633hPの温度を求めよう! 3800mの高度での水の沸点 水の蒸気圧曲線 蒸気圧(hP) 1200 大気圧 1気圧 1013hP 1013.0 1000 800 701.0 富士山頂上空付近 3800m 633hP 600 473.0 400 311.7 198.3 200 5.8 11.9 23.0 42.1 0 10 20 30 73.4 123.0 0 40 50 温度(℃) 60 70 80 90 100 Q2 圧力を上げると 沸点が高くなる? 圧 力 鍋 の 原 理 圧力鍋を用いたら? 圧力(気圧) 圧力と沸点の関係 5.0 4.5 4.0 3.5 3039hP 3.0 2.5 2026hP 2.0 1.5 1013hP 1.0 0.5 圧力鍋 活力鍋 0.0 100 110 120 130 温度(℃) 140 150 1.8気圧の圧力鍋内の 水の沸点は? 1013hP×1.8 = 1823hP グラフから水の沸点は, 約118℃であることが分かる 水の蒸気圧曲線 蒸気圧(hP) 2000 1989.3 一般の圧力鍋 1.8気圧 1823hP 1800 ー理科ちゃん先生を目指せー 身の回りの不思議(化学編) 水の沸点は変化する 1600 1433.9 1400 1200 1013.0 大気圧 1気圧 1013hP 1000 701.0 800 富士山頂上空付近 3800m 633hP 600 473.0 311.7 400 200 5.8 11.9 23.0 42.1 73.4 0 10 20 30 40 123.0 198.3 0 50 60 70 温度(℃) 80 90 100 110 120 水が100℃以下で 沸騰することを 確かめてみよう! 実際に実験してみよう お湯の温度は? 蒸気圧は いくらになったでしょう 蒸 留 液体の精製法 不純物を含んだ液体から純粋な液体 成分を取り出す 液体の混合物を熱して,液体成分を 蒸発させて冷却することで分離する 『蒸気圧と沸点の関係』が大切 水道水の蒸留 減圧蒸留(圧力を下げることで沸点を下げる) 目的の液体成分が,高温で沸 騰させると分解・酸化するお それがある場合など
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