2023年06月20日

高校化学「気体の性質」ボイル・シャルルの法則@

高校化学「気体の性質」ボイル・シャルルの法則@(27℃、2.0×105Paで600mLの気体)

◆問題

27℃、2.0×105Paで600mLの気体について次の問いに答えよ。

(1) この気体を、0℃、1.0×105Paにすると、体積は何Lになるか。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答解説

気体の温度、圧力、体積の状態が変化する問題の場合は、ボイル・シャルルの法則を使うとよいです。

P1V1/T1=P2V2/T2

ですね。
要するに「PV/Tの値は一定である」という意味です。
だから、最初の状態がわかっていれば、条件が変わっても、未知の値を求めることができる。というわけです。

この公式には、圧力PはPa,体積VはL,温度Tは絶対温度Kでの値を代入します。
今回の問題では、27℃、2.0×105Paで600mLと与えられているので、必要に応じて単位の調整などをしましょう。

圧力はもともとPaなので、そのままでOKですね。
体積はmLで与えられているので、Lに直して、0.600Lですね。
温度は摂氏温度で与えられているので、絶対温度に直して27+273=300Kです。

さらに、(1)では「0℃、1.0×105Paにする」とあります。
0℃=273Kですね。
以上を代入すると、

2.0×105×0.600/300=1.0×105×V/273

このような式ができます。
約分するなどして計算していきましょう!

1.2/300=V/273
      V=1.2×273/300
      V=1.2×91/100
      V=109.2/100=1.092

有効数字を2ケタとすると、1.1L


次の問題→3.0×105Paのとき


◆関連項目
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…


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