高校物理の問題です。 （4）の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

(2)の問題です。 密度をどのように使って計算すれば良いか分かりません。 特に左下の変形が分かりません。 やり方を教えてくださいm(_ _)m

基本例題23 気体の状態方程式 問題 208 209 (1) 酸素 0.32g を, 27℃で500mLの容器に入れた。 この容器内の圧力は何Paか。 (2) ある気体は, 27℃, 3.0×104 Paにおいて, 密度が0.53g/Lであった。 この気体の 分子量はいくらか。 考え方 解答 OTS 気体の状態方程式 PV =nRT を用いる。 (1) 気体の状態方程式を変形すると, (1) 酸素のモル質量は32g/mol なので, P=nRT/V が得られる。 (2) モル質量を M[g/mol], 質量をw [g] とすると, 気体の状態方程式は, nRT P=- V 186A 11 (0.32/32) mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×(273+27)K =1 =5.0×104 Pa 0.500L PV=WRT M M= WRT PV dRT (2)M= [密度をd[g/L] とすると, d=w/V から,次のように変形できる。 P M=WRT=RT=RT PV V P 作品240 P 0.53g/L×8.3×103 Pa・L/(K・mol) × (273+27)K 3.0×104 Pa =44g/mol 注 水平 したがって, 分子量は44である。 第Ⅲ章 物質の状態

(2)について、(1)で求めた4.9×10^-3 molに22.4を掛けて単位をLにしてからmlに直す というやり方のどこが間違えているのか分かりません🙇🏻‍♀️

基本例題8 気体の溶解度 →問題 51.52 水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL溶ける。 次の各問いに答えよ。 (1) 0℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 (20℃, 5.0×105 Paで, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mLか。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0 × 106 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 ■解答 2.2×10-2L 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 0℃1.0×105 Paで溶ける水素の物質量は, (1) 0℃, 1.0×105 Pa におけ る溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 =9.82×10-4mol 9.82×10-4molx 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, 15.0×105 1.0×105 22.4L/mol (2) 気体の状態方程式を用い PV=WRT る。 |別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では, 圧力が変わっても一定である。 (3) 混合気体の場合,気体の 溶解度は各気体の分圧に比例 する。 -=4.91×10-3mol=4.9×10-mol (2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。 4.91×10-3 mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K 5.0 × 105 Pa =2.2×10 L=22mL 別解 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5 倍になる。 しかし,この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイ ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mLになる。 (3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4 = 2.5×10 Paなので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10 -4 molx (2.5×105 /1.0×105) = 2.5×10-mol

yを求める時ボイルシャルルを使ってはダメなんですか？答えには気体の状態方程式を使って解いてありました あとzを求める時の窒素の分圧を求める時なぜ水蒸気圧を使っていいんですか？

p.119 55. 気体の圧縮 一定の温度 27℃のもとで, ピストン付きの30Lの密閉容器に窒素 0.010mol と水蒸気 0.010mol を入れたのち, ピストンを押して体積を10Lにしたところ、圧力はx 〔Pa〕 となった。 さらに圧縮すると、 体積y [L]になっ たときに液体が生じ始めた。 さらに続けて気体を圧縮して体積が 0.5y 〔L〕 になると, 圧力はz 〔Pa] になった。 27℃の水の飽和蒸気圧を3.6×10 Pa として, x, y, zを求めよ。 (名城大)

物理の問題です。解説お願いしたいです。

図のように, 容積V[m〕 の容器 A. 容積3V の容器Bおよび容積2V の容器Cがあり, 容器 A と容器B , コックa がついている細管で連結し, 容器Bと容器Cを, コック♭がついてい る細管で連結する。 容器 Aはヒーターで温度が調節できる。 すべての容器と細管には断熱性が あり 閉じたコックを通じて熱が伝わることはない。 ヒーターの体積と細管の体積は無視できる ものとし、容器の熱膨張も無視できるものとする。 以下では,気体はすべて単原子分子理想気体である。 はじめは3つの容器は真空で,2つのコッ クは閉じている。 このとき容器Aに, 物質量 n [mol] の気体を封入したところ, 気圧はp [Pa〕で あった。 また, 容器Bに, 物質量4gの気体を封入したところ, 気圧は3pであった。 なお, 気体 定数を R〔J/(mol･K)) とする。 問1 容器 A の温度 T, 〔K〕を, p. V, n, R を用いて表せ。

(3)のこの後の解き方を教えてください🙇🏻‍♀️

基本例題24 気体の溶解度 →問題 238・239 水素は, 0℃, 1.0×10Pa で, 1Lの水に 22mL溶ける。 次の各問いに答えよ。 (1) 0℃, 5.0×10Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何mol か。 (20℃, 5.0×105Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は、その圧力下で何mLか。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0×10Pa に保ったとき, 水素は何mol溶けるか｡ 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 0℃, 1.0 × 105Paにおけ る溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を用い る。 別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では, 圧力が変わっても一定である。 (3) 混合気体の場合,気体の 溶解度は各気体の分圧に比例 する｡ 解答 (1) 0℃, 1.0×10Pa で溶ける水素の物質量は, =9.82×10-4 mol 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×10Pa では, 5.0×105 9.82×10-4mol× -=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol 1.0×105 2.2×102L 22.4L/mol (2) 気体の状態方程式 PV=nRT からVを求める。 V= 4.91×10-3 mol×8.3×10°Pa・L/(K・mol)×273K 5.0×105 Pa =2.2×10 L=22mL 別解 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5 倍になる。 しかし, この圧力下で溶ける気体の体積は、ボイ ルの法則から1/5になるので, 結局、 同じ体積22mL になる。 (3) 水素の分圧は1.0×10Pa × 1/4=2.5×10Pa なので、 溶ける水素の物質量は, 9.82×10-molx (2.5×105/1.0×105) = 2.5×10-3 mol

気体の圧力は何によって大きくなったり小さくなったりするのですか？ 物質量が大きければ大きくなるのですか？

この問題の緑マーカーの部分「1.8-1.5」はなぜ1.5を引くのですか？わからないので教えて頂けると幸いです。

240 気体の状態方程式 容積2V の容器Aと, 容積 Vo の容器Bが細い管で連結され, 4.5mol の理想気体が温度 300K で密閉されている。 (1) 容器Bの中には何molの気体があるか。 (2)次に, 容器Bの気体の温度を300Kに保ったまま、 容器Aの温度を400Kまで上昇さ せたところ, 2つの容器の気体の圧力が等しい状態でつりあった。 どちらからどち らの容器へ、 何molの気体が移動したか。 例題 43 HOLA 2Vo B C Vo

「気体は理想気体とする」など書かれていないのですが、気体の状態方程式使っていいんでしょうか？ 解答を見ると使っていました。

ドライアイス 150Kにおいて33gの 問 たときの気体の体積(L) を求め,3桁目を四捨五入して有効数字2桁で記せ。な お,解答に至る導出過程も記すこと｡ HO × 105Paで300Kにし ケイがある。これを1.0

下の赤で囲まれた部分の言っていることが分かりません

応用例題 8 水の蒸発と圧力 56,57,59 解説動画 27℃, 1.0×105Paの空気の満ちた 10Lの容器に水 3.6g を入れ, 57℃に 保った。 57℃の飽和水蒸気圧を1.7 × 10 Pa, 気体定数R=8.3×10°Pa・L/(mol・K), H=1.0,0=16 として, 次の問いに答えよ。 (1) 容器内の気体の全圧は何Paか。 (2) 容器にはあと何gの水が蒸発できるか、もしくは液体の水何gが残存するか。 DVD2V2 で V2=V2 とおいて求める。 T₁ T₂ T1 指針空気の分圧は,ボイル・シャルルの法則 水蒸気の分圧は, 水がすべて気体として存在すると仮定して気体の状態方程式から求 めた圧力 (仮の圧力) と比較して考える。 仮の圧力> 飽和水蒸気圧 の場合 ⇒液体と気体が共存。 水蒸気の分圧は、飽和水蒸気圧の値となる。 仮の圧力≦飽和水蒸気圧 の場合 ⇒ すべて気体で存在。 水蒸気の分圧は、仮の圧力の値となる。