Question

☆*°

(2)でどうしてこの求め方で求まるのですか？説明お願いします🙇‍♀️

矯 "63. <混合気体の体積?
1 に示すような体積と温度を自由に変えることのできる ピストン付き容器に
0.15mol の水素と 0.20mol の水を入れ,  温度を 60'C に保ち, ビストンに 0.50X10?Pa
の圧力をかけた。このとき,  水は一部液体であった(状態1 )。温度を一定に保ったまま,
ピストンへの圧力をゅゆっくり下げ,  容器内の水がすべて水蒸気になった (液体の水がす

 

 

 

 

 

ーーテー

32 団物質の三態 ・ 気体の法則

 

 

 

<てなくね ところで2 2たTTY その後,
で なこつ7こ いま

力を下げた(状態由)。 飽和水蒸気圧は図 2 に <示すように 前
0.20X10*Pa である。 る    AB きる : のと し        4)に答えよ。
ただし, 水素は水に溶解しないものとする  介計3 3)の答えは有効数字 2 桁で記せ。 気体

0
定数 アニ8.3X10?Pa・L/(K・mo1)         10

090
で 0.80
る 070
mm

% 0.60

  0.50
深  0.40

>                          立 030
尽 020
九 010
000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100

時     ポ二N -8抽                        温度
ED

 

1) 大箇Tにおける生内ら人時

(2) 状態Tにおける容器内の体積を固定したまま, 温度を上げた。人容器内の水がすべて
水蒸気に変化する温度(液体の水がすべてなくなる温度) は、次の(a)   (e)のどの温度範
に含まれるか。最も適当なものを一つ選べ。
(3) 60-70*C (b) 70一80*C (<) 80-90    100*

(が了における谷雪代をのょ。 。。 記 10でBE

(4) 状態1から状態加への変化によって, ・
に変化するか。最も適当な図を次の(3)

 

 

 

 

 

 

と体積 の関係はどのよう

 

 

 

 

ー(e)から一つ選べ。

 

 

 

 

 

(3)          (b)
1  N        IM                                     @
II
1
を
に        ーP
。 19 防衛医大)

 

介 64. 〈理想気体と実在気体〉

畔 。 14L @⑰b ⑬28L ⑫⑭b

較計 () 状態 T で永 HO の分圧は免和砺気圧 0.20X10"Pa(グヲ
sumo  ヵ三(0.50一0.20)X10?王0.30メ※ 10* (Pa)
容器内の体積を 〔L〕 とし, 水素 H。 について気体の状態方程式を
適用すると、

0.30X105Xア=0.15x8.3X10?X(60十273)
アニ13.8…ニ14(L)
(2) 60*C で水 HzO がすべて気体(水蒸気) と仮定したとき の分圧 か  か

0.20               和
=0.40X10*(Pa)
0.15                            誠

100*C で水 HzO がすべて気体と仮定したときの分圧 がs は,

人

⑨4
は

 

か0.30X10?※

時       E      100填273 .
か0.40X10'(Pa)xそzzs 48X10 (Pa)

   a        ン寺刷色

図2 に(60"C, ヵ) と (100*C, か) を     0

ロットし, その 2 点を直線で結ぶと,
70一80"C の温度範囲で蒸気圧曲線と
交わる。 よう4で。 も)

(3) 状態 での傘器の体積を 3前
し, 水 HIO について気体の状態方程
式を適用すると,

   

0.4481
0.40

100

0See
0.20x105x                                        温度CI
=0.20X8.3X103X(60十273)       HzO 気液平衡/すべて気体
アー27.6…記28(L)                           (藻気圧) (気体の法則)

(4) HzO の分圧は右図 の
①のように変化する。
また, H。 は右図⑨④

※⑤る
のように変化する。
(a)ー(e)のグラフは,
縦軸と横軸の表記が,

右図と反対になって
いるので注意する。

30

⑨p

   

トドーートーーー-                                                        14
気液平衡 すべて
(泉気圧) 気体

 

 

 

 

化学重要問題集

 

 

ーー Mia中
飽和水茶

半係しな       5

内の体 SM、
CS
気体の状態方
ヵレニzR7 を

分圧は物質量にj。
4※③

HzO のみで,  60* 0
を比べると,

ゆり=(⑦@⑯7  ヽ
人

分圧は絶対温度に上革4 、
4※④

全圧が与えられてぃ&
水素 Hz の分圧はわか5 、
(別解) 60*C, 0.0ml
HzO について, 人と筑、
反比例する。

ヵレ=(⑦@⑦       へ
1

(2)の か と 0.20X1WPaH

0.40xW 40X0 ヽ
"=13.8Xデ3S他 0.20XW

=27.6=28⑪)

4※⑤
①と⑨を合わせるどら

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

terry0828

圧力一定の条件では、PV=nRTにおいてV,nが一定なのでP=kTとなり、圧力は絶対温度に比例することが分かります。
なので定積条件で気体を加熱していくと圧力Pはそれに比例して上昇します。
ただし、水のような揮発性の物質は飽和蒸気圧を考慮しないといけません。実際の水蒸気の分圧の変化を写真に記しておきます。
写真のように最初水蒸気は飽和蒸気圧に従って圧力が増加していきますが、液体の水が全て水蒸気になると、先程説明した圧力が絶対温度に比例する、いわゆる直線のグラフになります。
つまり、沸点はこの飽和蒸気圧に従う区間からPがTに比例する区間に変わる時の温度ということです。

直線、1次関数は2点の座標が求まれば任意の1直線に定まります。
今回は飽和蒸気圧とこの直線の交点(の温度)がまさに求めたいものです。故に直線がどれぐらいの割合で変化するのか、つまり傾きが必要になってきます。
そのため、水をヘリウムや窒素のような不揮発性の気体と考えて、この直線の2点の座標を求めます。
不揮発性の気体は飽和蒸気圧を考えなくてもよいので、どの区間であっても常にPはTに比例する関係が成り立っています。
この考え方を使って60℃、100℃において水が全て気体になっていると仮定して、圧力をそれぞれ求めます。
あとはとった2点を結べば、飽和蒸気圧と交点ができるので、沸点はその時の温度を読み取れば良いです。

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図まで本当にありがとうございます🙇‍♀️🙇‍♀️