Question

れもん

右の画像の青線部について質問です！
グラフの交点で液体がなくなると分かるのはなぜですか？🙇🏻‍♀️🙏🏻

01
蒸気圧
水 0.30mol を 10Lの容器に入れて,加熱し
た。右図は水の蒸気圧曲線である。気体は理
想気体,気体定数Rは 8.3 × 10° Pa・L/(mol・
K), 水の体積は無視できるものとし, 次の(1),
(2) に答えよ。
(I)60℃における水蒸気の圧力 (Pa) を有効
数字2桁で求めよ。
圧力
1.013
1.00
0.80
0.60
〔×10 Pa] 0.40
0.20
0
2回目
月
m
0 20 40 60 80 100
温度 [℃]
(2)100℃では容器内の水はすべて蒸発できるか。 理由を説明して答えよ。
(長岡技術科学大)

蒸気圧の値は、その温度における気体の圧力の最大値である。 もし仮に、こ
の値を超える圧力になると,一部凝縮し, 気液平衡となる。
[℃] 水蒸気の圧力をPとすると, 理想気体の状態方程式 (PV=nRT) より
今、仮に0.30molの水がすべて蒸発して気体として存在するとする。温度を
nRT
Pa=
V
0.30mol x 8.3 × 10° Pa・L/ (mol.K) x (t+273) [K]
=249(t+273) 〔P〕 ・・・①
10 L
t=0~100℃まで変化させると,P仮は次のように変化する。
t[°C]
0
20
40
60
80
100
0.679･･･ 0.729･･･ 0.779･･･ 0.829･･･ 0.878･･･ 0.928･･･ |
P ( × 105Pa)
これを蒸気圧曲線にかきこむと次のようになる。
1.013、
1.001
0.80
圧力
0.60
〔×10 Pa〕 0.40
0.20
交点の温度
0
097°C
0
20 40 60 80 100
温度 [℃]
P仮の値が蒸気圧の値を超えると一部凝縮し, 0~97℃までは気液平衡となる。
そこで,実際の水蒸気の圧力は蒸気圧曲線にそって変化し, 97℃でちょうど液
体がなくなる。97℃以上では水はすべて気体であり, P仮と一致し, ①式にそっ
て直線的に変化する。
1.013
1.00
0.80
圧力
0.60
[×10°Pa〕 0.40
0.20
0
-約97℃
0 20 40 60 80 100

気液平衡 蒸気圧