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間欠泉のしくみについて二箇所質問です。マグマに熱せられた地下水が膨張するとのことですが、水は膨張するものなのですか? それから、岩盤を上昇する途中で圧力が下がって沸騰するとのことですが、圧力が高いと沸点も高いということですか? 以上よろしくお願いします。

●質問者: neyorawa
●カテゴリ:科学・統計資料
✍キーワード:それから のし マグマ 地下水 沸点
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 2/2件

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1 ● TREEG
●60ポイント ベストアンサー

>マグマに熱せられた地下水が膨張するとのことですが、水は膨張するものなのですか?

膨張します。例えば、水銀温度計などのように、熱することで分子が激しく動き始めますので熱膨張します。

.

>それから、岩盤を上昇する途中で圧力が下がって沸騰するとのことですが、圧力が高いと沸点も高いということですか?

正しいのですが、少し補足説明を。

岩盤辺りにある時は、上からの水の圧力で、大気圧以上になっています。例えれば、深いプールの床面に潜ると、圧力を感じますよね。あの状態です。1気圧以上の圧力です。

例えば、沸点は通常100度ですが、圧力が高ければ、105度でも沸騰せず、液体ままにいる、そんな意味です。

ちなみに、通常、沸騰中の水の温度は100度を超えることはありません。いくらボコボコ言っていても、水が蒸発する時熱を奪う関係上、100度のままです。100度を超えるほどの熱を与えれば、さらに激しく沸騰し、結局は100度を超えることはありません。

しかし、間欠泉の構造上、上の水が瞬時に取り除かれたとき、105度の水が1気圧中にあるという、通常の沸騰では起こりえないことが起こります。

いつもなら、沸騰を起こす時、気化熱で100度以上にはならなかったのに、なんと、105度の水がそこに存在するわけです。そのため、100度に戻ろうとするため、爆発的に沸騰します。

これが間欠泉の迫力に繋がっていると思います。

http://www.nhk.or.jp/zero/contents/dsp313.html

◎質問者からの返答

ありがとうございます


2 ● seble
●10ポイント

ちょっと見にくい図ですが、圧力に応じた融点、沸点の変化

http://subsite.icu.ac.jp/people/yoshino/pressureff.html

全ての物質は温度が上がれば膨張します。

温度上昇によって分子運動とかなんとかが活発になり、動く分だけ膨らみます。

薬缶に水を8分目ぐらい入れて沸騰させれば蓋が浮いてきます。

手で押さえてみると下からの圧力も感じられると思います。

ペットボトルの水を湯煎でもして沸騰させれば破裂します。

圧力をかければ沸点は下がります。

圧力によって気体になれない、なるには圧力に対抗するだけの膨張力を必要とします。

真空中で水が一瞬に沸騰するのも、圧力がなくなるから、、

地上では約1013hPa、760mmHgの気圧、つまり圧力がかかっています。

低気圧がきたり、高地へ行ったりすればこれも下がり、同時に沸点も下がり、100度未満で水を沸騰させる事ができます。

(高地で炊くメシがまずいのはそのせい)

気圧が低いという事は空気(酸素)も薄いという事で、高山病はそのせい。

反対に、地中は地面の重さが加わり圧力が上がります。

海底でも海水の重さが加わり圧力が上がります。

(ついでに地熱で熱せられるからさらに圧力が上がる)

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