主な違い – 沸騰と凝縮
沸騰と凝縮は、物質の相変化を表すために使用される 2 つの化学用語です。沸騰とは、液体から気体への相変化を指します。この変化は、沸点と呼ばれる特定の温度で発生します。純粋な物質の沸点はその物質固有の特性ですが、不純物が存在すると沸点が変化する可能性があります。凝縮とは、気体から液体への相変化を指します。沸騰の反対です。この相変化は、還流などの一部の化学技術で使用されます。沸騰と凝縮の主な違いは、沸騰は液体が気相に変化することですが、凝縮は蒸気が液相に変化することです。
重要な用語:沸騰、凝縮、気体、液体、物質の相、蒸気、気化
対象となる主な分野
1.沸騰とは
– 定義、特徴、相変化
2.結露とは
– 定義、特徴、相変化
3.沸騰と凝縮の違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:沸点、沸点、凝縮、液体、相変化、蒸気
沸騰とは
沸騰とは、特定の温度で液体が気化することです。ここで、液相から気相への相変化が起こります。沸点は、液体が沸騰する温度です。言い換えれば、液体の蒸気圧が、周囲の環境によって液体に加えられる外圧と等しくなる温度です。
図 1:沸騰中 水の
液体の沸点は大気圧によって異なります。したがって、特定の液体の沸点の値は常に一定ではありません。気圧は標高によって変化します。たとえば、大気圧が 1 気圧の場合、水は通常 100 ℃ で沸騰します。しかし、標高が高い場所では、水はより低い温度で沸騰します。これは、液体が沸騰するには蒸気圧が大気圧と等しくなければならないためです。高地では気圧が低いため、熱エネルギー (温度) が低くても上記の基準を満たすのに十分です。
沸点以下の温度でも、液体分子は蒸発と呼ばれるプロセスにより蒸気になります。蒸発とは、液体の表面にある液体分子が逃げることです。これらの分子は、液体中の他の分子にゆるく結合しているだけです。したがって、それらは他の分子から容易に分離し、蒸気として液体から逃げることができます。しかし、沸騰中は、液体中のどこにでもある分子が液体から逃げることができます。
結露とは
凝縮とは、物質 (水など) が蒸気状態からより密度の高い液体または固体状態に変化することで、通常は蒸気の温度が下がることによって開始されます。したがって、それは気相から液相への物質の相の変化です。沸騰の反対です。
凝縮は、原子または分子クラスターの形成から始まります。そうでない場合、物質の気相が液体または固体表面と接触したときに凝縮が始まります。
図 2:ウォーター ボトルの結露
結露は、自然界の水循環で観察できます。したがって、それは自然に発生する事件です。水循環では、空気中の水蒸気が液体の水に変換されます。この結露が雲の形成の原因です。
沸騰と凝縮の違い
定義
沸騰: 沸騰とは、特定の温度で液体が気化することです。
凝縮: 凝縮は、通常、蒸気の温度の低下によって開始される、物質 (水など) の蒸気状態からより密度の高い液体または固体状態への変換です。
フェーズの変更
沸騰: 沸騰には、液体から気相への相変化が含まれます。
結露: 凝縮には、気相から液相への相変化が含まれます。
最終製品
沸騰: 沸騰すると蒸気が形成されます。
結露: 凝縮により液滴が形成されます。
結論
沸騰と凝縮は、物質の相変化を伴う 2 つの反対の化学プロセスです。沸騰と凝縮の主な違いは、沸騰は液体が気相に変化することであるのに対し、凝縮は蒸気が液相に変化することです。
参照:
1.「沸騰」。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018 年 1 月 11 日、こちらから入手可能。
2.「結露 – 水循環」。 Condensation – The Water Cycle、USGS Water-Science School から入手可能。
画像提供:
1. Scott Akerman による「Boiling Water」(CC BY 2.0)、Flickr 経由
2.「水筒の結露」(CC BY-SA 3.0)、Commons Wikimedia 経由
