化学化学平衡地球大気・海洋物質の状態・構成・変化理科

水蒸気って液体?気体?湯気との違いは?現役の研究者がわかりやすく解説!

よぉ、桜木建二だ。今日は水蒸気について見ていこう。みんなも知っての通り、水蒸気は水が気体の状態に変化したものだが、高温であったり、爆発する性質があったりするから、性質をしっかりと理解しておくことは大事だぞ。大学で化学を学び、今も現役の研究者として活躍する化学に詳しいライターポスドクランナーと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/ポスドクランナー

大学で有機化学や合成化学、生物学について学び、化学や生物に精通している。現在も研究者として活動を続ける傍ら、市民ランナーとしても多くのマラソン大会に出場している現役のランナー。

水蒸気ってどんな状態のもの?わかりやすく解説!

image by iStockphoto

物質には気体、液体、固体の3つの状態がありますが、水蒸気は水が気体になったものです

無色透明なので、空気中に含まれていても目には見えません。

温度や体積はどうなっている?

水蒸気の温度は100℃です。水は沸点が100℃なので、100℃になると気化して水蒸気になります

空気中には水蒸気が含まれますが、空気は100℃でないのに水蒸気が含まれるのはなぜでしょうか。これには水分子どうしの結合が関係します。空気中に含まれる水分子に対して、周囲から熱などのエネルギーが加わることで、表面近くの水分子がちぎれるので、水蒸気に変化して空中に出るのです。

これは沸騰で気化させる時でも同じで、加熱によって水分子の結合がバラバラになることで、気化して水蒸気に変化しています。

大気中にどのくらい含まれている?

大気中に含まれる水蒸気は、気候条件や場所によっては1%を下回ることもありますが、最大でも4%程度です

大気中に含むことができる最大量の水蒸気量は飽和水蒸気量と呼ばれ、この飽和水蒸気量は気温によって決まり、気温が高いほど飽和水蒸気量は大きくなります。大気の主な成分は、水蒸気以外に窒素が78.08%、酸素が20.95%、アルゴンが0.93%、二酸化炭素が0.03%なので、水蒸気は窒素や酸素よりも少なく、二酸化炭素よりは多いです。

\次のページで「水蒸気と湯気はどう違うの?」を解説!/

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