沸騰と蒸発

沸騰と蒸発は物体の物理的性質であり、日常生活や物理学の研究においてよく使われる概念である。沸騰と蒸発は同じものだと思っている人が多いが、この2つの用語には根本的な違いがあり、本稿では両者を明確に区別することを試みる。どんな液体にも沸点があり、それは液体によって異なる。

沸点

液体物質の沸点は、液体の蒸気圧が液体の外圧と等しくなる温度である。液体の蒸気圧が大気圧に打ち勝ち、液体中に気泡を形成できる温度である。

沸点を理解するためには、蒸気圧について説明する必要がある。液体の蒸発速度を示すものである。すべての液体は、蒸発して気体になる性質を持っています。液体中の粒子や分子は、液体の表面から逃げようとする性質があります。蒸気圧の高い液体は蒸発しやすく、揮発性液体と呼ばれる。この液体はその良い例です。

液体が沸騰し始める温度である沸点は、この蒸気圧が大気圧に等しくなる温度で、液体分子が大気中に急速に蒸発（脱出）することが可能である。

水を加熱すると蒸気圧が上昇し始め、大気圧と同じになると沸騰し始めます。

エバポレーション

液体分子が加熱されることなく、自発的に気体状態に変化することである。一般的には、液体が大気にさらされることで徐々に消失していく様子と見ることができる。なぜ蒸発が起こるのか？この謎の答えは、液体中の分子が常にランダムな動きをし、互いにぶつかり合っていることにある。通常、分子は液面から逃げるほどのエネルギーを持っていないが、このような衝突によって、ある分子には他の分子よりも大きなエネルギーが伝わり、その分子がたまたま液面に近づくと、飛び出して気体化することがあるのだ。これを蒸発といいます。

したがって、蒸発は加熱を伴わない沸騰である。しかし、液体を密閉した容器に入れておくと、蒸発した分子が容器内に残り、やがて空気で飽和してしまう。その後、蒸発速度と蒸気の液体状態への凝縮が等しくなる平衡状態に入る。そのため、液体が失われることはありません。