さて、これから沸点についてお話しします。沸点とは、液体の物質が気体の状態になる時間と場所のことを言います。 その時間を沸点と呼ぶことにします。 なるほど。 沸点は、蒸気圧が大気圧と等しくなったときに発生します。 つまり、物質の蒸気圧は周囲の大気の気圧と等しくなります。
この水の入ったビーカーを例にとって考えてみましょう。 さて、この水の表面、この液体の水の表面では、水の分子が常に行ったり来たりしていますね。 液相から気相へです。 行ったり来たりしています。 そして、温度を上げると、その蒸気圧は絶えず上昇することになるのです。 蒸気圧とは、水の分子が大気圧の中に入っていく圧力のことで、周りの大気への圧力のことです。 この蒸気圧が周囲の大気圧と等しくなる点を沸騰と呼ぶことにします。この時点で起こることは、表面の水分子が大気中に入るだけでなく、下部の水分子も大気中に放出されることです。
蒸気圧が大気圧に等しい場合の定義ですが、地球上の様々な場所での沸点についてお話しします。 ですから、私の周りの大気圧は1気圧です。 いいですか？ 1気圧での沸点は摂氏100度です。
では、私がDCを離れてエベレストに登りに行くとします。 私がエベレストの頂上に登り、アメリカ国旗を持った私です。その時、大気は実際に大気圧が減少し、私の上にある空気粒子の数は海抜高度より少なくなっています。 沸点はどうなるのでしょう？ なぜなら、蒸気圧は大気圧と等しくなければならないからです。 大気圧が下がると、沸点も下がります。 つまり、蒸気圧がそれほど上がらないということは、沸点も下がるということです。
実は、マイルハイシティとしてよく知られているデンバーでは、水の沸点は100℃ではありません。 摂氏95度なのです。 エベレストの頂上はもっと低いんです。 水の沸点は摂氏69度で、それはとても高く、気圧が低いからです。 地球上で最も低い地点、死海まで行ってみましょう。 そこの気圧は非常に高く、たくさんの空気の分子が私たちの上に降り注いでいます。 そこでは非常に高い圧力がかかっているのです。 水の蒸気圧が周囲の大気圧に達するには多くのエネルギーが必要なので、沸点もかなり高くなります。 ですから、死海の近くでは沸点がかなり高くなります。
では、このことが他の地域でどのように作用しているか考えてみましょう。 例えば、圧力鍋についてお話しします。 皆さんのご両親が圧力鍋をお持ちの場合、一般的には炊飯器ですが、これらの炊飯器で起こることは、炊飯器内の圧力を上げるということです。 圧力が高くなると沸点が高くなり、炊飯器や圧力鍋の中で水が非常に高温になります。 圧力が物質の沸点にどのように影響するかということですね。