蒸発温度
蒸発温度とは、液体が気体の状態へ移行する温度を指します。これは所定の圧力における沸点に相当します。液体は、その蒸気圧が周囲圧に等しくなったときにちょうど沸騰を開始します。この物理的条件は次のとおりです:
p_(蒸気)(T) = p_(周辺).
- p_(蒸気) は温度に依存する液体の蒸気圧です
- p_(周辺) は外圧です。
周囲圧が低下すると、蒸発温度も低下します。この効果は真空乾燥および真空蒸留の基礎を成します。圧力と温度の関係はクラウジウス-クラペイロンの式によって記述されます。
ln(p₂/p₁) = - ΔH_(vap) / R * (1/T₂ - 1/T₁)
この式から、新しい圧力における蒸発温度を計算できます。
T₂ = 1 / (1/T₁ - (R/ΔH_(vap)) * ln(p₂/p₁))
- T₂ は新しい圧力における蒸発温度（K）です
- T1 は既知の基準温度（K）です
- p₂ は目標圧力（Pa）です
- p₁ は基準圧力（Pa）です
- Δ_H_vap は蒸発エンタルピー（J/mol）です
- R は普遍気体定数（8,314 J/(mol·K)) です
これらの式は、わずかな圧力変化が大きな温度変化を引き起こしうることを示しています。したがって、技術用乾燥機や真空ミキサーでは、圧力によって蒸発温度を意図的に設定します。これにより、温度に敏感な製品をエネルギー効率よく、かつ穏やかに処理することが可能になります。
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