水の蒸気圧計算機
アントワン式で1 °Cから100 °Cまでの水の飽和蒸気圧を計算します。
水の飽和蒸気圧
液体の水の温度を入力し、結果の圧力単位を選んでください。
水の蒸気圧について
水の蒸気圧とは、液体の水と平衡状態にある飽和蒸気中の水分子が生じさせる圧力です。温度が一定でも、分子は表面から絶えず蒸発し、同時に凝縮して液体に戻ります。密閉空間では、この二つの速度が釣り合うと平衡に達します。そのときの分圧は温度に大きく依存し、一般に飽和蒸気圧と呼ばれます。
この計算機は、1 °Cから100 °Cの液体の水に合わせた係数を用いるアントワン式に基づきます。まず水銀柱ミリメートルで圧力を求め、必要に応じてキロパスカル、bar、重量ポンド毎平方インチに換算します。25 °Cの飽和蒸気圧は標準大気圧のごく一部ですが、100 °C付近ではほぼ一標準気圧になります。そのため、海面付近の気圧では水はこの温度付近で沸騰します。厳密な通常沸点は、飽和蒸気圧がその場所の外圧と等しくなる温度です。
飽和蒸気圧は、湿度、乾燥、気象、空調設計、蒸留、真空システム、実験室での計算に使われます。相対湿度は、実際の水蒸気分圧を同じ温度の飽和蒸気圧と比較したものです。露点は逆に、現在の分圧が飽和状態になる温度を表します。このため暖かい空気塊は冷たい空気塊よりも、飽和するまで多くの水蒸気を含めます。ただし蒸気圧は本来、水面での平衡の性質であり、空気の収容能力ではありません。
アントワン係数は経験的な値であり、適合させた範囲内でのみ使用できます。本計算機は1 °Cから100 °Cを受け付け、液体の水の上での平衡を扱います。氷点下では過冷却水と氷を区別する必要があり、通常沸点を超える温度では別の係数や高い外圧が必要な場合があります。溶けた塩やその他の溶質は水分活性を下げ、蒸気圧を低下させることがあります。精密工学、校正、気象基準、安全に関わる用途では、公認の蒸気表の定式化を使い、測定の不確かさ、組成、現地の圧力を考慮してください。
水の蒸気圧の計算例
以下の参考値から、温度とともに蒸気圧が急増することがわかります。
| 水温 | 飽和蒸気圧 | 補足 |
|---|---|---|
| 10 °C | 約1.23 kPa | 冷たい水の飽和蒸気圧。 |
| 25 °C | 約3.16 kPa | 一般的な室温の参考値。 |
| 50 °C | 約12.31 kPa | 温かい水ははるかに蒸発しやすくなります。 |
| 100 °C | 約760 mmHg | ほぼ標準大気圧に相当します。 |
水の蒸気圧の計算方法
- 1 °Cから100 °Cの範囲で液体の水の温度を測定、または選択します。
- 温度を摂氏で入力します。
- キロパスカル、水銀柱ミリメートル、bar、psiから選びます。
- 計算し、結果をその温度での飽和蒸気圧として使います。
よくある質問
飽和蒸気圧とは何ですか?
ある温度で、液体の水の上にある水蒸気が平衡状態にあるときの分圧です。水温が高くなると急速に増加します。
なぜ水は100 °Cで沸騰するのですか?
標準大気圧では、100 °C付近で水の飽和蒸気圧がおよそ一気圧に達するためです。外圧が変われば沸騰温度も変わります。
この結果は湿度の計算に使えますか?
はい。飽和蒸気圧は相対湿度や露点の関係式に用いる値の一つです。湿度を求めるには、実際の蒸気圧や別の水分測定値も必要です。
塩が溶けていると結果は変わりますか?
はい。不揮発性の溶質は通常、水分活性と蒸気圧を下げます。この計算機は純粋な液体の水を対象とし、塩分補正は行いません。
なぜ1 °Cから100 °Cに制限されているのですか?
アントワン係数は経験的なもので、適合させた範囲内でのみ有効だからです。入力を制限することで根拠のない外挿を防ぎ、液体の水と氷上の蒸気圧の混同を避けています。