Concentration / Boiling / Evaporation
濃くなるほど、
沸点が上がる。
濃度を調整した液体を入れて加熱すると、水だけが蒸発します。水が減るほど濃度が上がり、濃度が高いほど沸点も上がる簡易モデルです。
沸騰と濃度シミュレーション
まず液体の濃度と体積を決めて入れ、次に加熱を始めて濃度と沸点がどう変わるかを見てください。
液体を追加
加熱・冷却
モデル: 濃度 = 溶質量 / 全体量、沸点 = 100 + 0.35 × 濃度[%] の簡易式です。実際の沸点上昇は物質、圧力、モル濃度で変わります。
液体を加えると全体濃度が決まり、加熱すると沸点を超えたあとに水だけが蒸発します。
操作: まず液体を入れてから加熱します。沸点を超えると泡と蒸気が出て、水分だけが減っていきます。
Core Idea
水が減ると濃度が上がり、濃度が上がるとさらに沸きにくくなる。
このページでは、溶質は残り、水だけが蒸発するようにしています。そのため加熱を続けるほど液体は濃くなり、簡易的な沸点上昇モデルによって必要温度も上がっていきます。
Model
このページで計算していること
実験室の完全再現ではなく、混合、加熱、蒸発、沸点上昇の関係が見えるように要素を絞ったモデルです。
01
混合後の濃度
液体を入れるたびに、水分量と溶質量を足し合わせ、全体量から新しい濃度を計算します。
02
濃度で沸点を上げる
濃度が高いほど沸点が上がるように、単純な一次式で沸点を更新しています。濃い液体ほど同じ火力では沸きにくくなります。
03
水だけ蒸発する
沸点を超えたあとは、水分量だけを減らし、溶質は残すようにしています。その結果、蒸発するほど液体は濃くなります。
04
見た目は現象を読むための補助
泡、蒸気、液面の色、温度計を付けています。数値だけでなく、何が起きているかを視覚的に追いやすくするためです。
Observations
試すと違いが出やすい観察ポイント
条件を少し変えるだけで、温度の上がり方と蒸発の進み方がかなり変わります。
薄い液体は早く沸き始める
低濃度の液体Aだけを入れると、沸点が低いので比較的すぐ泡が出ます。基準として最初に試しやすい条件です。
濃い液体は同じ火力では伸びにくい
濃度を高めにした液体を入れると初期濃度が高く、沸点も最初から高くなります。加熱しても立ち上がりが遅くなります。
蒸発するほどさらに濃くなる
沸騰が始まった後は、水だけが減るため濃度が上がります。すると沸点も上がり、同じ火力でも進み方が鈍く見えます。
冷やすと一度状態を戻せる
沸騰直前や直後に少し冷やすと、泡と蒸気の出方が変わります。温度と沸点の差が重要だと分かります。
Next Steps
モデル化や熱の話へ広げるなら
このページは混合と沸騰の簡易モデルです。ここからモデル化の考え方や、温める仕組みの別テーマへつながります。