沸点計算機

クラウジウス・クラペイロンの式で、圧力による液体の沸点の変化を推定します。

新しい圧力での沸点を計算
既知の沸点、その圧力、目標圧力、液体の蒸発エンタルピーを入力してください。

沸点と圧力について

液体は、その蒸気圧が周囲の圧力と等しくなると沸騰します。資料に記載された一般的な沸点は、通常、1 気圧で測定した標準沸点です。あらゆる条件で一定の温度というわけではありません。外圧が低くなると、より低い温度で分子が気相へ移動でき、圧力が高くなると、より高い温度が必要です。このため、高地では水が 100 °C 未満で沸騰し、圧力鍋では 100 °C を超える温度で調理できます。 この沸点計算機は、積分形のクラウジウス・クラペイロンの式で、圧力に伴う変化を推定します。既知の沸点と圧力を基準に、目標圧力とモル蒸発エンタルピーを組み合わせます。内部では温度をすべてケルビンに変換し、キロジュール毎モルで入力されたエンタルピーをジュール毎モルに変換して、気体定数と単位を合わせます。圧力の単位は比を取る際に相殺されますが、両方の圧力は表示された同じ単位で入力してください。 この方法は、蒸気がほぼ理想気体として振る舞い、液体のモル体積が蒸気の体積に比べて小さく、対象の温度範囲で蒸発エンタルピーが一定であると仮定します。これらの仮定は、圧力や温度の変化が比較的小さい範囲で有効です。臨界点付近、相転移をまたぐ場合、目標圧力が基準圧力から大きく離れる場合には精度が低下します。工学設計、安全性の計算、非理想性の強い混合物には、実測の蒸気圧データや適切な状態方程式を使用してください。 対象の物質と温度範囲に合った信頼できる入力データを選びましょう。蒸発エンタルピーは温度によって変化し、臨界点付近でゼロに近づくため、基準沸点に近い温度で測定された値が最も適しています。混合物では沸騰に伴って組成が変わるため、単一の純成分の計算では泡点や露点を表せないことがあります。こうした制約はありますが、実験計画、標高の比較、真空蒸発、蒸留の検討、化学の課題に、計算過程の明確な素早い推定値を提供します。

沸点の計算例

入力値推定結果説明
水:101.325 kPa で 100 °C、目標 80 kPa、40.65 kJ/mol約 93.4 °C圧力を下げると水の沸点も下がります。
エタノール:101.325 kPa で 78.37 °C、目標 90 kPa、38.56 kJ/mol約 74.9 °C圧力を少し下げると、沸点も少し下がります。
水:101.325 kPa で 100 °C、目標 150 kPa、40.65 kJ/mol約 111.3 °C圧力が高いほど推定沸点も高くなります。

沸点の計算方法

  1. 液体の既知の沸点を入力します。
  2. その沸点に対応する圧力を入力します。
  3. 目標圧力と液体の蒸発エンタルピーを入力します。
  4. 「沸点を計算」を選択し、圧力に応じた推定値を確認します。

沸点計算機のよくある質問

圧力によって沸点が変わるのはなぜですか?

液体の蒸気圧が外圧と等しくなると沸騰が始まります。外圧が低いほど低温でその条件に達し、外圧が高いほど多くの加熱が必要になります。

別の圧力単位を使えますか?

式では圧力の比を使うため、両方の値が同じ単位ならどの圧力単位でも計算できます。この計算機では混同を防ぐため、両欄を kPa と表示しています。

蒸発エンタルピーはどこで調べられますか?

化学便覧、安全データ、信頼できる熱力学データベースにモル蒸発エンタルピーが掲載されています。可能な限り、基準温度に近い温度で測定された値を使ってください。

混合物にも使えますか?

代表的なエンタルピー値を持つ単一物質を想定しています。混合物の泡点や露点は組成に依存するため、厳密な混合物モデルのほうが適しています。

クラウジウス・クラペイロンの推定精度はどの程度ですか?

エンタルピーの変化が小さく、蒸気が理想気体に近い範囲では一般に有用です。広い範囲での推定や物質の臨界点付近では、精度が低下します。