問題文のどの部分から、気液平衡だとわかるのですか？

化学

高校生

解決済み

約4年前

問題文のどの部分から、気液平衡だとわかるのですか
？

畑返しし 21.蒸気圧図のようなピストン付きの容器に少量の水を入れ, 体積を一定に保ち, 77°C で放置すると, 容器内の圧力は 4.0×10*Paとなった。なお,このときの容器内の気体は,水の蒸発で生じた水蒸気のみである。 () 温度を77°Cに保ったまま, ピストンを押し込んで気体部分の体積を小さくし, そのまま十分な時間放置したときの容器内の気体の圧力は, 4.0×10' Pa よりも大きいか, 小さいか, 変わらなー水いか。 (2) 温度を 77°Cに保ったまま, ピストンを引き上げて気体部分の体積を大きくし, そのまま十分な時間放置したときの容器内の気体の圧力は, 4.0×10' Pa よりも大きいか, 小さいか, 変わらないか。ただし, このとき液体の水は残っているものとする。

回答

✨ ベストアンサー ✨

ちーろす

約4年前

横から失礼します。
私がこの文章を見たとき、気液平衡の状態である、と読み解きますが、その理由は以下の通りです。

問題文の「液体の水が残っているものとする」の部分です。

@?? 約4年前

なぜその部分なのか教えてください！🙇‍♀️

ちーろす約4年前

そもそも気液平衡は液体から気体、気体から液体になる両方の速度が釣り合っている状態です。
つまり、液体の水がない(＝すべて蒸発)場合は気液平衡とはなりえない。
逆に言えば液体の水があれば気液平衡が成り立ってる、と言うことです。

@?? 約4年前

なるほど！液体の水があるなら常に気液平衡と言えるのですか？？

ちーろす約4年前

そうですよ。

@?? 約4年前

ありがとうございます！

@?? 約4年前

質問が重なりすみません

@?? 約4年前

（2）だとその説明で成り立つと思うのですが、（1）は問題文から液体があるということがわからないと思うのですが、、どうでしょうか？

ちーろす約4年前

そう、そこがこの問題の難しいところです。
実はこの問題、77℃の蒸気圧が与えられてないので4.0×104 Paとわからないと解けないように見えます。
ただ、(2)があれば、それもわかります。

(2)は、体積を大きくする(＝減圧)しても液体の水が残っている。
と言うことは最初の状態に戻しても、当然液体の水は残っているはずですよね？
(一番体積大きいときに液体があれば、体積を小さくしても液体は残ります、と言うかさらに液体の水がふえます)。
となれば
(1)の条件では液体の水が存在しているという中で圧力をかける、ということがわかる、ということです。、

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回答

kenny

約4年前

「十分な時間放置した」ですね。

@?? 約4年前

なるほど！なぜそれが理由になるのですか？？

kenny 約4年前

物質は絶えず液体と気体などの状態を行き来しています。密閉された容器内では、それらの分子が液体になったり気体になったりを繰り返しています。それが、十分な時間放置すると1秒間に気体になる分子の数と液体になる分子の数とが全く同じ数になり、見た目上変化が無いように見えます。これを気液平衡と言います。
なので、十分な時間放置したというのは
1秒間に気体になる分子の数と液体になる分子の数とが全く同じ数になるということを意識させるために書かれるのです。