218のグラフにおいて実在気体は①→②→④と状態変化するのに対して、理想気体

化学

高校生

解決済み

約3年前

218のグラフにおいて実在気体は①→②→④と状態変化するのに対して、理想気体が①→②→③と状態変化する理由を教えていただきたいです。
解説には理想気体では凝縮が起こらないから、というような理由が書いてあるのですが、よく分からず困っています。
回答よろしくお願いします🙇‍♀️

「グラフ」金本 218.実在の気体の状態変化図は, 温度Tと気体の圧力Pの関係を表したものである。いま, ある気体の一定量を V[L)の容器に入れると①の状態になった。この容器をゆっくりと冷却すると, T:[K]で気体の圧力が飽和蒸気圧の値と同じになった(②の状態)。その後,さらに, T3[K] まで冷却した。次の各問いに答えよ。 (1) この気体の圧力変化は②→③, ②→④のいずれか。 (2) Ts(K]での容器内の気体の物質量を, 記号を用いて表せ。ただし, 気体定数を R[Pa·L/(K·mol)] とし, 液体が存在する場合でも液体の体積は無視できるもの蒸気圧曲線- P P2 [Pa] 3 P3 PA の T3 T2 T とする。温度(K)

実在気体理想気体状態変化

回答

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暇つぶし

約3年前

理想気体も
①→②→④
とならないのは何故か？
という疑問でよろしいでしょうか。
理想気体は分子間力を無視したモデル物質ですので、
凝集しません（液体になりません）。
つまり蒸気圧が存在せず、どの温度でも
P = nRT/V
に従います。
いま、V は一定ですので、圧力と温度は比例します。

寧々約3年前

回答ありがとうございます！理想気体は分子間力を無視した気体ということを忘れていました…😓
追って質問なのですが、218のグラフと状態図の違いってなんでしょうか？
いまいち218のグラフの読み方がわからないです。

暇つぶし約3年前

①→②→③
の直線を無視すると、
蒸気圧曲線の上が液体、下が気体となる状態図と言えます。
ここに、問題設定の V の容器中の気体の振る舞いを、
①→②
に追記している形です。

説明になってるか不安なので、
具体的にどこで混乱されているのでしょうか？
こういう風に読もうと思ったけど、
それは〇〇なので違う気がした、等あればおねがいします。

寧々約3年前

回答ありがとうございます。
218のグラフも状態図だといえるんですね！

理想気体は凝縮が起こらない(＝液体にならない)のに、どうして状態図の液体の部分(蒸気圧曲線より上の部分)に②→③と反応しているのか、という疑問です。分かりにくい質問をしてしまい申し訳ないです🙇‍♀️答えていただけると嬉しいです。

暇つぶし約3年前

②→③
は、もしもこの気体が理想気体だったらこうなるよってだけです（仮想の世界）。
①→②
の部分は実在気体が十分によく理想気体に近似できる（という問題設定と読める）ので、
両者の振る舞いが重なってます。

寧々約3年前

なるほど！納得しました！
私の質問に何度も答えてくださってありがとうございます。助かりました☺️

暇つぶし約3年前

気体が理想気体なのか、理想気体の方程式に従うのかを区別してください。
(2) の問題は、多分ですが、
T3 において、実在気体の液体になってない、気体の部分は理想気体の方程式に従うとして解くのだと思います。
物質は理想気体ではないけれど、その物質の気体状態の振る舞いは理想気体の方程式で十分に近似できる、という考え方です。