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【問題4)
以下の問題について、表計算ソフト 「Microsoft Excel」 を用いて答えなさい。 答えはすべて 【問題 4】 のシー
ト内の所定の位置に記入すること。 グラフも同ーシート内に作成すること。途中、 他の計算などが必要になった場
合は、J~M 列を使用すること。
ある温度で物質単休の気相と液相が半衡·共存するときに、 その気相の分圧を飽和蒸気圧という。 このよう
な共行状態の温度と圧力は Clausius-Clapeyron の式という関係式を満たす(ここでは元の式を使用しないので
省略)。物質の気相が理想気体、 かつ、 蒸発熱が温度によらず一定であると仮定する
と、Clausius- Clapeyron の式から次のような式が導かれる。
温度
飽和蒸気圧
p[Pa]
BL
T[°C]
In p=-
+C
0
4019.6
RT
5
5002.0
SI IE
この式でLは蒸発熱J/mol]、Tは絶対温度IK]、pは飽和恭気圧[Pa]、Rは気体定数
(=8.3145.J/K.moll)である。 また Cは物質ごとの定数である。 (Inは自然対数)
10
6904.6
15
9920.5
20
13861.9
25
17262.3
いま、とある物質について温度ごとの飽和蒸気圧を調べたところ、 右の表のように
30
21266.6
なった。
35
28500.9
(1) A列(温度T{CI) を横軸、 B列 (飽和蒸気圧 pIPal) を縦軸にしてグラフを描
きなさい。ただし、
グラフの種類は、「散布図 (直線とマーカー)」
『グラフタイトル』は「ある物質の飽和蒸気圧曲線」
『主横軸(X軸)』は「T{C]」、 X軸の範囲は0~50
『主縦軸(Y軸)』は「p[Pal」、 Y軸の範囲は 0~60000
40
36847.1
45
41807.6
50
50086.6
Lnp=-んもく
と
と
C01
0
未知のLCを求めるために、 (a)式に対応するグラフ (横軸 1/(RT)、 縦軸1n p) を描いて回帰直線を引く。
(2) C列にA列の絶対温度 「T [K]」を計算しなさい。(F℃]の単位の値に273.15を足す) 94
10.1
(3) D列に「1(RD」を計算しなさい。 ただしこの TはC列 (単位は[KI)) であることに注意すること。
(4) E列に「In p」を計算しなさい。自然対数は LN(セルまたは数値)(エル·エヌ) という関数で計算できる。
(5) D列(1/(RT)) を横軸、 E列(In p) を縦軸にしてグラフを描きなさい。
(6) このグラフに回帰直線 (線形近似の近似曲線) を引きなさい。 数式と R2 乗値を表示すること。
(7) この数式は式(a)の近似式となっている。 対応関係に注意し蒸発熱Lの値を G2 のセルに記入しなさい。
(8)(a)式を外挿して、 この物質の沸点 (飽和紫気圧が1気圧=101325Pa]になる温度) を求め、 G3 のセルに記
入しなさい。
コムFA