Question

ひー

なぜ40℃の時は1.8×10⁴Paになるのでしょうか？
解説お願いします。

蒸気圧 〔×10‘Pa]
必
☆
25. 蒸気圧曲線分図はエタノールの蒸気圧曲線である。 容積 1.0Lの密閉容器に 0.010mol のエ
タノールのみが入っている。 容器の温度が40℃および60℃のとき, 容器内の圧力はそれぞれ何 Paか。
圧力の値の組合せとして最も適当なものを,次の①~⑦のうちから一つ選べ。 ただし, 気体定数は
R=8.3×10°Pa・L/ (mol・K) とする。 また, 容器内での液体の体積は無視できるものとする。
10
9
40℃での圧力 [Pa] 60℃での圧力 [Pa]
87
①
1.8×10
2.3×10
②
1.8× 104
2.8×10^
65432
③
1.8×10
4.5×10^
④
2.3x10¹
2.3×10
⑤
2.3×10^
2.8×10
10
⑥
2.6×10
2.8×10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
温度[℃]
⑦
2.6×104
4.5×10^
[2016 追試]
P=102×8.3×10×313
2597.9×10
273
40
1L
11
333
8.3
999
224
313
8.3
939
25024

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

hira

まず、0.01mol、1.0Lのエタノールが40℃の時仮に全て気体の場合の圧力は気体の状態方程式より、

P
= (0.01 mol/ 1.0L )× (8.3× 10^3 Pa• L/mol •K )
× (273+40)K
= 2.6×10^4 Pa
となります。
しかし、エタノールの飽和蒸気圧曲線より、40℃での飽和蒸気圧は1.8×10^4 Paでこの圧力を上回ってるので、蒸気圧は飽和蒸気圧1.8×10^4 Paとなる。(飽和蒸気圧を上回ることはない。上回った分は液体になる。)
よって、40℃の時の圧力は飽和蒸気圧1.8×10^4 Pa

一方60℃の場合は同様に全て気体になった場合、

P
= (0.01 mol/ 1.0L )× (8.3× 10^3 Pa• L/mol •K )
× (273+60)K
= 2.8×10^4 Pa

エタノールの飽和蒸気圧曲線より、60℃での飽和蒸気圧は4.5×10^4 Paで全部気体とした場合の圧力は60℃での飽和蒸気圧より低い。
よって、60℃の時の圧力は2.8×10^4 Pa のままになる。

以上より②が答えとなる。