受講生の方から、水滴に対する飽和水蒸気圧について質問です！
飽和水蒸気圧って、水滴の表面張力の影響で、水面に対する値より大きくなるのはなぜですか？
「水面より水滴の方が蒸発しやすい」というお話ですよね。
飽和水蒸気圧って、大きくなるとどうなるのか、ややこしいですし、ここでしっかり学んでおきましょう！
水滴に対する飽和水蒸気圧
水滴に対する飽和水蒸気圧が、水面に対する値よりも大きくなります。
その理由は、主に水滴の表面張力による効果です。
詳しく説明すると、以下のようになります。
表面張力による内部圧力の増加
水滴は表面張力によって、表面積を最小にしようとする力が働いています。
この力は、水滴の内部の圧力を、周囲の空気の圧力よりも高くします。
小さい水滴ほど曲率が大きいため、内部圧力はより高くなります。
蒸発の促進
水滴内部の圧力が高くなると、水分子が水滴の表面から蒸発しようとする傾向が強まります。
これは、高圧の環境では分子がより活発に運動し、液体表面から飛び出しやすくなるためです。
平衡状態の変化
飽和蒸気圧とは、蒸発と凝縮が平衡状態にあるときの水蒸気の圧力です。
水滴の場合、表面張力によって蒸発が促進されるため、平衡状態を保つためには、より高い水蒸気圧が必要となります。
つまり、水滴の周囲の空気中の水蒸気圧が、平らな水面の場合よりも高くないと、水滴は蒸発してしまうのです。
水滴の径(直径とか半径)が小さいほど表面張力が強くなり、
水滴が壊れやすい＝蒸発しやすい です。
用語整理
「飽和」＝空気に限界まで水蒸気が含まれている状態です。
「飽和水蒸気圧」＝空気が限界まで水蒸気を含んだときの水蒸気圧です。
さいごに
「小さな水滴」は
「蒸発しやすい」＝「凝結しにくい」ということが言えます。
飽和して水滴であり続けるためには、凝結しつづけなければいけません。
飽和水蒸気圧(量)が大きいから、限界の水分量も多くないといけないわけで、そこに至るまでに表面張力の影響で水滴が壊れて蒸発するわけです。
凝結しやすいということは飽和水蒸気圧(量)が小さく、わずかな水分量でいいわけです。
「飽和水蒸気圧」が大きいから「飽和しにくい」ということになります。
「水面」は逆になります。
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