第1章 基礎的な物理学
3⃣沸点と融点
重要ポイント
- 蒸発と沸点の違い。
- 飽和蒸気圧と沸点の関係
- 融点と凝固点の熱エネルギー
【沸騰と沸点】
液体が気体に変わるのを蒸発。蒸発は液体の表面で起きている。液体の中から蒸発することを沸騰といいます。
沸騰が起きる温度を沸点といいます。
【飽和蒸気圧】
一定の温度において蒸気が示す最大圧力のことを飽和蒸気圧といいます。
飽和蒸気圧の値は液体の種類や温度によって変わります。温度が上がれば飽和蒸気圧も上がる。
『飽和』とは最大まで満たされた状態のこと。
液体が沸騰するには、液体の蒸気圧が液面にかかる外圧以上の大きさになることが必要です。
液体を加熱して温度が上がると飽和蒸気圧も上がり、外圧(大気圧)の値と等しくなる。飽和蒸気圧と外圧(大気圧)の値が同じになることで、液体の沸点に達し沸騰します。
つまり、飽和蒸気圧と外圧の値が等しくなるときの液温が沸点である。
沸点は外圧が大きくなると高くなり、外圧が小さくなると低くなります。
例:通常、水の沸点は100℃。しかし山の上の気圧が低いところでは、沸点は100℃以下に下がる。
注意:沸点とは、飽和蒸気圧が1気圧になるときの液温です。沸点は物質によっても違うので注意。
【融点と凝固点】
- 融点・・・融解が起きる温度
- 凝固点・・・凝固が起きる温度
個体⇔液体
同じ圧力であれば、物質の融点と凝固点は同じ。
状態変化しているときは、物質の温度は上がらない。融解と凝固をするときは、熱エネルギーがすべて状態変化のためだけに使われるからです。
まとめ
液体の表面は蒸発。中から起きているのは沸騰という。
飽和蒸気圧と外圧が等しくなる値が沸点である。
物質が状態変化しているときは、物質の温度は上がらない。
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