Question

ゆーき

乾燥した空気1.0Lが入った密閉容器とは、つまり体積1.0Lの容器なのですか？
自分は空気をある体積の容器に1.0L入れたのかと思っていたのですが、問題では容器が1.0Lになっています。
教えてください🙇‍♀️

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O
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【演習問題】
4-2 蒸気圧(Ⅱ)
第3・4 講
次の問1~3に答えよ。ただし,気体はすべて理想気体とみなし, 液体の体積は気体の体
積に比べて無視できるものとする。 気体定数R=8.3×10°Pa・L/(mol･K), エタノールの分
子量を46 とする。 なお, 答の数値は有効数字2桁で記せ。
問1 乾燥した空気1.0Lが入った密閉容器内の圧力は30℃において 1.0×10Pa であっ
た。この容器内に 1.5gのエタノールを入れた。 30℃におけるエタノールの飽和蒸気
圧を1.0×10 Pa とすると, (a) 容器内が平衡に達した後の内部の圧力を求めよ。 また,
(b) 気体中に含まれるエタノール蒸気の質量を求めよ。
' 問2 この容器の体積を一定に保ちながら温度を上げて70℃に達した時に、容器内のエタ
ノールはすべて蒸発した。 (a) この温度におけるエタノールの蒸気圧と, (b)容器内の気体
の全圧を求めよ。
問3 この容器の体積を一定に保ちながら温度を30℃から130℃まで上げた時,容器内
の圧力はどのように変化するか。変化の概略を下の図に実線で示せ。 また, 空気が示す
分圧の温度変化の無略を占迫です

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

大島三野里

空気は原子で出来ていて、原子が変わっても体積は変化しないので，空気1Lが容量1Lにぴったり入ります。

ゆーき

なるほど、30℃において圧力が大気圧と等しくなっているのは関係ありませんか？

大島三野里

大気圧は空気の圧力なので、中に入ってる空気の圧力が大気圧だということですね

ゆーき

空気の大気圧と容器に詰めた空気の圧力が同じなので圧縮されていない→そのまま、空気1Lが容器の体積1Lと読むのかな、
と思ったのですがどうでしょうか🙇‍♂️

Answer 2

ぺんぎん

【補足】
＿化学で「乾燥」と言った場合は、特別な意味を持ちます。濡れていない、と言う意味ではなく、(気体であれば)水蒸気を含まない、(液体であれば)水分を含まない、(固体粉末であれば)水で濡れていないし、粉末の間の気体には水蒸気が含まれていない、と言う意味です。
＿例えば、dry ethanol と言えば、無水エタノールのことですし、有機溶媒で固体粉末資料が分散している状態で、有機溶媒で濡れた状態であっても、乾燥した試料と言います。

＿水は身近にありますが、物理的にも化学的にも、極めて特殊な物質なのです。例えば、物質は液体から固体に変わると容積が減りますよね？でも、水は増えますよね？
＿ですから、大学以上の実験では、加熱式デシケーター(乾燥器)で乾かした実験器具等は、取り出した後、ハンドブロワー等で常温空気等を当てて、温度変化による見えない結露を取り除いて使用したりします。

ゆーき

なるほど、ありがとうございます。
ぺんぎんさんにもお聞きしたいのですが、乾燥した空気1.0Lが入った容器と言われたら容器の体積は1.0Lだ！
としちゃっていいのですか？

ゆーき

それとも圧力も大気圧と等しくなっていること等関係ありますか？

ぺんぎん

＿圧力は、殆どの場合は指定(説明)されます。指定がなければ、常圧(≒大気圧)と考えても好いでしょう。結局、文脈によりけりです。
＿「乾燥した空気1.0Lが入った密閉容器の圧力は30℃において1.0✕10^5Paであった。」と言う添付の場合は、容器の容量が1.0Lと考えて良いです。
＿乾燥した空気は、シリカゲルを詰めたガラス管等とゴミを取り除くフィルター等を通せば容易に(安価に)入手できるので、乾燥空気を多め(圧力高め)に密閉容器に入れて、温度を30℃で安定させてから、少しずつ容器内の乾燥空気を抜いて、丁度1.0✕10^5Paにした、と解釈します。そうしないと、容器に入れる時に、断熱圧縮で温度上昇してしまうので、調整が困難でお金が掛かるからです。そして、容器に詰めた時は、1.0L以上の常圧の乾燥空気を詰めています。
＿結果だけを考えて下さい。拘らなくも良いです。
＿添付の容器は、1.0Lで結果として30℃、1.0✕10^5Paとなった。と、考えて下さい。
＿高純度アルゴンとかの様な高価な気体の場合は、また、別です。

ゆーき

ありがとうございます！