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ここで、k, kaは圧力P, 温度Tおよび, 気体の種
1molの気体の状態方程式は, 理想気体の場合
54〈実在気体のふるまい〉 ★★
=1と表すことができる。 それに対して,
1.2
理想気体
PV
は
1.0
RT
Z 0.8
B
実際に存在する実在気体では、
PV
=Zとすると。
RT
0.6
L 」
Zは次式のように表すことができる。
0.4
0 10 20 30 40 50 60 70
Z=1-k+kk の
P[×10°Pa)
類によって変化する正の値で, 前者はZを減らす
効果を、後者はZを増やす効果を与える項である。
図のA, B, Cの曲線は, 異なる種類, 条件の実在気体のZとPの関係を示したもの
で、AとBは同温であるが気体の種類が異なり, AとCは気体の種類は同じだが温座
が異なり, 200 Kと400Kのどちらかの温度である。
これら3つの曲線の違いは, 主にZの①式中の■アの項の寄与による。Aとp
の違いは、気体分子の■イコが大きいとアの値が大きくなるためである。この
比較から,沸点はBのほうが ウいと考えられる。また, AとCの違いは, 温産
が上がると気体分子のエ]が激しくなり, そのためイの寄与が小さくなるこ
とでア」の値が小さくなるためである。この比較から, Aのほうが温度がオ
いと考えられる。
これらの気体はともに1.0×10° Paのような超高圧ではZが1を超える。これは、 Z
の①式中のカの寄与による。これは, 超高圧下では気体の体積が小さくなり、
実在の気体分子の| キの分だけ, 分子の自由に動き回れる空間の体積がクく
なるためである。 お
(1) 文中の に適当な語句または記号を入れよ。
(2) 理想気体からのずれがあまり大きくない実在気体の性質について述べた以下の文
について, 正しいものは〇, 誤っているものは×をつけよ。
0 kはTが一定のときPが大きいほど大きくなる。
② kはPが一定のときVが大きいほど大きくなる。
③ kは単位体積当たりの分子の数が多いほど小さい。
④ kはP,Tが同じ条件で, メタンとアンモニアを比較するとアンモニアの方が小
さい。
⑤ kはPが一定のときTが大きいほど大きくなる。
6 kはP,Tが同じ条件で, メタンとエタンを比較するとエタンの方が大きい。
① kはTが一定のときPが大きいほど大きくなる。
3) ある気体1mol をピストン付きの容器の中で,温度400 K, 圧力2.0×10° Paの小
態にすると, 1.5Lの体積を示し, 気体の凝縮はなかった。このときのZの値を有
効数字2桁で答えよ。
J
そう判断した
の
O
o
エ
lom (金沢大改)