化学
第5問 次の問い(問1~3)に答えよ。(配点 20)
「一般に,一定圧力では、
定量の気体の体積は、その温度を1K上昇させるこ
1
とに,0℃のときの体積の
すつ増加する。」これを、シャルルの法則という。
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つまり,圧力が一定であれば,一定量の気体の体積は絶対温度に比例する。このこ
とを確かめるために操作I~Ⅳを行った。
操作I:27 ℃において,内容積 200 mL の丸底フラスコに27 ℃の純水 50 mL を入
れ,少量のオリーブ油を水面に層をつくるように静かに加える。
操作I:水の蒸発が起こらないように,先を細めて水で満たしたガラスの細管をと
りつけ,図1のように,操作Iの丸底フラスコを密栓した。
操作I:操作I で準備した反応容器を、37 ℃の恒温槽に入れ,ガラスの細管の先
からあふれ出た水の量を測定した。
操作V:再度,操作I,Iを行い, 57 ℃の恒温槽に入れて操作Ⅲを行った。同様に,
77 ℃でも実験を行ったところ,表1に示す結果が得られた。
ガラスの細い管
あふれ出た水、
恒温槽
オリーブ油
図1 実験装置
表1
各温度のときにあふれ出た水の量
温度(C)
37
57
12
5.0
15
27
あふれ出た水の量 (mL)
ただし,本実験においては, オリーブ油の層によって水の蒸発は起こらず,オ
リーブ油の蒸発も起こらなかったものとする。また,オリーブ油の層や,ガラスの
細管とゴム栓の体積, ガラスの細管内の水柱の圧力, 温度による水の体積変化は無
視できるものとする。