なんとなくわかる高校化学

蒸気圧曲線

【まとめ】蒸気圧曲線とは液体がそれぞれの温度で蒸発する時の圧力を示した線です

ここでは蒸気圧曲線という言葉について説明します。

蒸気圧曲線について説明する前に、そもそも「蒸気圧」という言葉自体がなかなか聞きなれないと思うので、蒸気圧という言葉について説明したいと思います。

蒸気圧というのは簡単に言ってしまうとその液体が気体になろうとする力の強さのことです。

この蒸気圧というのは液体の温度によって強さが異なり、例えば、水が20℃の時は40の力で気体になろうとしたり、60℃の時は80の力で気体になろうとします。
(温度が高い方が液体の持っているエネルギーも高いので、温度が高ければ高いほどより多くの分子が気体になろうとします)


温度の違いによる蒸気圧の違い
(温度が高い方が多くの分子が蒸発する)

そして、このように各温度での蒸気圧の強さを示したものが蒸気圧曲線と呼ばれるグラフです。

水の蒸気圧曲線

※例えば、60℃の時は200hPa(ヘクトパスカル)の力で気体になろうとし、100℃の時はより強い1013hPaの力で気体になろうとするイメージです。
ヘクトパスカルは圧力の単位ですが、あまり気にしなくても大丈夫です。


そして、この蒸気圧曲線で覚えておいてほしい点が蒸気圧が気圧と同じ大きさになった時に液体は沸騰するということです。
※沸騰は蒸気圧と釣り合った時するのですが、蒸発はいつでもしています。

というのも、この世界には気圧という空気が地面を押す力が存在しており、それは約1013hPaの力で地面や家などを押しています。
気圧の強さは1013hPa、もしくは1atmです。atm(アトム)とは一般的な気圧(1013hPa)を1とした別の気圧の単位です。

コップの中の水なども同じように空気に1013の力で押さえつけられているのですが、水の蒸発する力が1013の力を超えた時に、水がブクブクと沸騰するのです。
※蒸発する力が1013より小さい(100℃未満)場合は気圧に押さえつけられているため、沸騰できません。


気圧と蒸気圧

そして、蒸気圧曲線で大事なのが、蒸気圧曲線の表から液体が沸騰する温度(沸点)がわかるということです。
というのも、どの液体も蒸気圧が1013hPaになると沸騰するため、 それぞれの液体の蒸気圧が1013hPaになる時が沸点というとなります。
下図からエタノールは78℃、水は100℃で沸騰することがわかります

水とエタノールの蒸気圧曲線

ここでは蒸気圧曲線という言葉とともに、蒸気圧曲線の図で示される1013hPaの時の温度が沸騰する温度であるということを理解しておいてください。


まとめると、蒸気圧曲線とは液体がそれぞれの温度で蒸発する時の圧力を示した線です

読んでくれてありがとう!!