14.6
沸騰とキャビテーションに影響を与える蒸気圧は、特定の温度で液体と平衡状態にある蒸気によって加えられる圧力であり、分子が液体表面から逃げる傾向を示しています。
密閉された真空容器の中では、液体分子は宇宙に逃げ出し、分子が逃げる速度と戻る速度が等しくなる平衡に達するまで圧力を上げます。この平衡圧力が蒸気圧です。
蒸気圧は温度に依存します。温度が上昇すると、分子は運動エネルギーを獲得し、分子間力に打ち勝ち、気相に逃げやすくなり、蒸気圧が上昇します。
例えば、100°Cの水の蒸気圧は101.3kPaで、海面の大気圧と一致しているため、沸騰します。標高が高く、気圧が低いと、水は蒸気圧が下降した大気圧とより早く一致するため、水はより低い温度で沸騰します。
蒸気圧の監視は、キャビテーションを防ぐためにポンプとタービンを設計および運用する上で重要です。
キャビテーションは、局所的な流体圧力が蒸気圧を下回ると、蒸気の泡が形成されて激しく崩壊し、機器が損傷する現象です。
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