蒸気圧

閉鎖系では、気液平衡状態では、凝縮と気化が同じ速度で発生し、2つの相の質量に正味の変化はありません。

気相が液体と動的平衡状態にあるときに加えられる分圧は、蒸気圧と呼ばれます。気相に分子が多いほど、蒸気圧は高くなります。

したがって、蒸気圧は、特定の温度で液体分子が気相に逃げる傾向を反映しています。これは、分子間力によって支配される測定可能な量です。

ボラティリティは、同じ条件下で保持された液体の蒸気圧に基づいて、この傾向を定性的に表します。

たとえば、同じ温度に保持されたヘキサンと水を比較します。ヘキサンは分散力が弱く、水は水素結合が強いため、ヘキサンは水よりも蒸発しやすいです。

平衡状態の閉鎖系では、ヘキサンは水よりも高い蒸気圧を持っています:ヘキサンは揮発性ですが、水は不揮発性です。

液相における熱エネルギーの分布は、温度の関数です。液体を加熱すると温度が上昇し、分子の熱エネルギーが高いため、気化率が高くなり、蒸気圧が高くなります。

蒸気圧が外圧と等しくなると、液体は沸騰し始め、これが起こる温度は液体の沸点と呼ばれます。

液体の通常の沸点は、液体の蒸気圧が1気圧に等しい温度です。ただし、異なる外圧では、液体は通常沸点とは異なる温度で沸騰します。

たとえば、大気圧が1気圧の標準海面では、水は100°Cで沸騰します。大気圧が1気圧未満の高高度では、気相は低い外部圧力に匹敵するために必要な分子が少なくて済みます。これは、水がより低い温度で沸騰する理由を説明しています。

圧力鍋では、外圧が高いほど、より多くの気相分子が必要になるため、水を沸騰させるには水をより高い温度にする必要があります。