水上置換の気体の問題
2015年1月7日 19時43分
問1
a
水面を一致させているので、メスシリンダー内と外の気圧が同じになっています。
メスシリンダー内は水蒸気で飽和されていると考えて良いです。
メスシリンダー内のCOの分圧+水蒸気の分圧=大気圧 ですから
PCO=1×105 - 4×103
=1×105 - 0.04×105
=0.96×105
=9.6×104(Pa)
体積は250mLですね。
27℃、1×105Paのもとだと体積は何mL?
ボイルの法則の式に代入するのが普通ですが、次のやり方がちょっと早いです。
250mL×(9.6×104/1×105 )=240mL
「圧力と体積は反比例」を使いました。
答[1]⑤
b
体積を125mLつまり 1/2 倍に圧縮するのですから、
COの圧力は2倍になります。
しかし、水蒸気は元々飽和状態だったので、圧縮しても飽和状態です。
この時の水蒸気の圧力は27℃の飽和蒸気圧、つまり圧縮前と同じになります。
よって、圧縮後の全圧Pは
P=9.6×104×2 + 4×103
=1.92×105 + 0.04×105
=1.96×105(Pa)
答[2]③
圧縮しても圧力が変わらないってどういうこと? 水蒸気はどこかへいっちゃったの?
って思いませんか?
水蒸気の一部が水滴に変化したのです。
(温度に応じた)決まった量しか水蒸気になれない訳ですから
圧縮すると、一部水滴になっていき、水蒸気圧が保たれる、という訳です。