Question

大学1年生

⑵解説4~5行目の下線部のようにいえる理由が分かりません。解説お願いします🙇🏼‍♀️

例題 43
20
46℃における水の飽和蒸気圧は1.0 × 10Pa である。なお、水に
溶け込む空気の量は無視できるものとする。
vis
(1) 容積 2.0Lの真空容器に,46℃, 1.0×105
Paにおいて乾燥空気1.0Lと水1.0L を封
入した。 これを 46℃に保つと、容器内の空
気の分圧および全圧は何 Pa となるか。液
体の水の体積は変化しないものとする。
(2) ピストンの付いた体積可変の容器に 1.0×10 Pa
46℃, 1.0 × 10 Pa において乾燥空気 1.0L
と水1.0Lを封入した。 外圧を1.0×105 Pa,
温度を46℃に保つと, 容器内の空気の分
圧は何 Pa となるか。 また, 気相の体積は
Lとなるか。
0008-0018
もし気相ヘルだったら
空気は水に溶ける!
ここが
ポイント
P水蒸気 =
2. 全圧空気+P水蒸気
=
[解
TUS
(1) 1.0Lの水があるので、 気相の体積は2.0-1.0=1.0(L) である。 空気に
とっては封入時と T, V が等しいので,
封入後,徐々に水の蒸発が進み, 蒸発平衡に達する。
201
( 46℃での飽和蒸気圧)=0.10×105 (Pa)
気相
水
気相
1.0 x 10 x 1.0 = 9.0 x 10 x V
Pa
L
Pa
L
空気と液体の水があれば、
P水蒸気= (その温度での飽和蒸気圧)
- 118-
水
P空気= 1.0×105 (Pa)
(1.0 +0.10) ×105 = 1.1 ×105 (Pa)
(2) 容器内の圧力は外圧に等しく 1.0 × 10 Paとなる。水蒸気については
と同様に蒸発平衡にあるから水蒸気
==
0.10 × 10Pa である。したがって,
全圧=空気 +0.10 × 105 = 1.0 × 105より,
2
P空気 = 9.0×10 (Pa)
> 空気の分圧が封入時よりも減少するのは、ピストンが上昇して気相の体
積が増加したためである。 このときの気相の体積をV [L] とすれば、空気
については封入時ととTが同じであるので,ボイルの法則が適用できる。
V = 1.1 (L) PV=一定

Answer 1

フルーツ

常温で気体しか見れない空気と常温で液体や気体を見ることができる水では圧力の考え方が異なります。

水の方は気相(水蒸気のあるところ)がどれだけの体積があっても下に水があるときはその温度での飽和水蒸気圧を使います。
しかし、空気は液体がないのでボイルの法則に従い体積が大きくなれば反比例して圧力は小さくなります。

これでわかりますか？

大学1年生

3行目までの計算結果より、気体の圧力が1.0×10^5Paから9.0×10^4Paに減少したと分かるため、ボイルの法則より体積は大きくなったといえる
ということですか？

フルーツ

なんか違うな。

ピストン容器(ピストンの重さを考えない)は大気圧と内圧(この場合、空気＋飽和水蒸気圧)だから空気は9.0×10の４乗と言ってるだけですよ。減少したというのは(1)から言ってるのかな？減少ではないとおもう。
単に表現が違うだけならいいけど。

これでどうかな？