高校物理「気体の状態変化」「状態方程式」

高校物理「気体の状態変化」「状態方程式」

単原子分子からなる気体を容器に入れ、密封した。この気体の温度が２００[Ｋ]，体積は８．３×１０^(-3)[ｍ^3]，圧力は１．０×１０^5[Ｐａ]のとき、封入した気体の物質量を求めよ。ただし、気体定数を８．３[Ｊ／(ｍｏｌ・Ｋ)]とする。


温度、体積、圧力、気体定数がわかっているなら、化学でも登場する「状態方程式」が使えますね！


解き方の習得におすすめの問題集です。



理想気体の状態方程式は、

ｐＶ＝ｎＲＴ

です。
ｐは圧力、Ｖは体積、ｎは物質量、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度です。
気体はこのような関係が成り立つので、これら５つのパラメータのうち４つがわかれば残り１つがわかる。というわけです。

今回の問題では、Ｐ＝１．０×１０^5，Ｖ＝８．３×１０^(-3)，Ｒ＝８．３，Ｔ＝２００で、ｎを求めます。
まずはｎについて解いておくと、

ｎ＝ＰＶ／ＲＴ

ですね。これに値をそれぞれ代入して計算すればｎが出てきます。

ｎ＝{１．０×１０^5×８．３×１０^(-3)}／(８．３×２００)
　＝(８．３×１００)／(８．３×２００)
　＝１／２
　＝０．５０[ｍｏｌ]


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