平衡を理解する
* 平衡: 液体とその蒸気が平衡状態にある場合、蒸発速度(液体からガス)は凝縮速度(液体から液体へのガス)に等しくなります。これは、液相と蒸気相の間に分子の一定の交換があることを意味しますが、全体の量は同じままです。
* 蒸気圧: 液体との平衡状態で蒸気によって及ぼす圧力は、蒸気圧と呼ばれます。これは、液体がどれほど容易に蒸発するかの尺度です。
圧力低下の影響
1。平衡のシフト: 液体の上の圧力を突然減らすと、平衡が破壊されます。蒸気圧は現在、外部圧力よりも高くなります。
2。蒸発の増加: この圧力の不均衡は、より多くの分子が液相から蒸気相に逃げることを促し、新しい平衡に到達しようとします。これは、液体分子が周囲の大気からの圧力が少ないためです。
3。エネルギー吸収: 蒸発は吸熱プロセスです。液体分子を一緒に保持する分子間結合を壊すためのエネルギーが必要です。このエネルギーは周囲の液体から吸収され、その温度が低下します。
冷却効果
正味の効果は、蒸発速度の増加をサポートするためにエネルギーを吸収するため、液体が冷却することです。これは、液体がより低い圧力で平衡を再確立しようとするため、蒸気相にエネルギーを失っているためです。
例:
平衡状態の水と水蒸気を備えた密閉容器を想像してください。容器を突然開くと、水の上の圧力が低下します。水は急速に蒸発し始め、残りの液体から熱を奪い、それを冷やします。
キーポイント: この冷却効果は、冷蔵や空調などのプロセスで使用される基本原則です。