圧力による沸点の上昇
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2017.03.15


  富士山頂では気圧が低いため、 水にいくら熱を加えても沸騰して蒸発しおよそ88℃以上にはなりません。 一気圧における水の融点を0℃とし沸点を100℃とする温度の単位は摂氏です。 沸点は正確には 99.974 ℃ であることが定義された後になって解りました。 絶対温度から 273.15 を引けば摂氏になります。

  一気圧は 0.101325 メガパスカル ( MPa ) です。 次の表は、 圧力によって変化する水の沸点を表すものです。

  表の一番下の欄の数値は水の臨界点です。 臨界点に達した水に熱や圧力をさらに加えても相転移をしません。 この状態を超臨界流体と言います。 液体でも気体でもない両方の特徴を持つ状態です。 超臨界流体は比較的効率良く持っている熱エネルギーを他の物質の運動エネルギーに変換することができます。 したがって、 火力発電では、 およそ 600 ℃31 MPa の圧力の水の超臨界流体をタービンにぶつけて回転させています。 タービンの回転数は西日本の場合1秒当たり 60 回 です。 火力発電の熱効率はおよそ 47 % で、 一般の水蒸気を用いた熱機関の熱効率は良くて 20 % と言われていますので、 かなり熱効率が良いと言えます。