次の文章を読み、問いに答えよ。ただし,気体定数は R=8.3×10° Pa・L/ (mol・K)
とする。
27℃, 1.00 × 10° Pa に保たれた大気中に、体積を自由に変えることのできるピス
トンを備えた容器 (図1)がおかれている。この容器の最大容積は1Lであり、容器の
ピストンが右に移動してもシリンダーから外れない仕組みになっている。 次の実験I
~IVを行った。
コック
A
シリンダー
ピストン
酸素
点火プラグ D、
注射器 B
THXH
H
コック
メタノール
C
図1 実験容器
実験Ⅰ ピストンが完全に左に押されて中に何も入っていない状態の容器に,温度を
27℃に保ったままコック Aを開いて酸素100×10-2 mol を入れ, コック A
を閉じた。
実験Ⅱ 実験Iに続き、温度を27℃に保ったままコックCを開け, 注射器 Bからメ
タノール (液体) 500×10mol を容器に加え, コックCを閉じた。
実験Ⅱ 実験ⅡIに続き,容器内部の物質の温度を上昇させて, 60℃にした。途中で
メタノールがすべて蒸発した。
実験Ⅳ 実験Ⅲに続き, メタノールと酸素との混合気体をプラグDで点火したとこ
ろ,メタノールが完全燃焼して二酸化炭素と水になった。 気体の温度は燃焼に
より一時的に上昇したが、その後27℃に戻った。
容器内の液体の体積は無視でき、酸素は液体のメタノールに溶けないとする。 メタ
ノールの蒸気圧曲線は図2のとおりとする。