化学
高校生
解決済み
(２)について質問です🙇
2枚目の写真のグラフより大気圧が高くなると沸点は高くならないんですか？
よろしくお願いします☀️
思考 論述 グラフ]
13. 状態変化と熱量 1.013×105Pa
のもとで, 氷(点a) を一定の割合で
加熱し続けた場合の温度変化を,図
に示した。 次の各問いに答えよ。
(1) 点b,c,d,gはおもにどの
ような状態であるか。 氷, 水, 水
蒸気の語句を用いて答えよ。
温度
ti
b
la
cd
e
加熱時間
(2) 富士山頂で同様の実験を行ったときのtの値は,図のもの値に比べてどうなるか。
(3) 0℃の氷90gを加熱して50℃の水にした。 何kJの熱量が必要か。 ただし、 氷の融
解熱は 6.0kJ/mol, 水の比熱は 4.2J/(g・℃)とする。
(4) ef間は, bd間よりも多くの熱量を必要とするのはなぜか。 簡潔に記せ。
(11 広島工業大 改)
圧力
[hPa)
P
I
b
a
温度〔℃〕 →
13. 状態変化と熱量
解答 (1) b: 氷c:氷と水d:水g: 水蒸気 (2) 小さくなる
(3) 49kJ (4) 水分子間に働く引力を完全に断ち切って水蒸気にする
ために必要な熱量は、氷を構成する水分子の配列をくずすために必要な
熱量よりもはるかに大きいため。
解説 (1) 氷点b) を加熱すると融解がおこり, 水となるので,点心
では氷と水が共存する。 点dではすべての氷が融解し, 水になっている。
さらに加熱を続けると, 水は蒸発してすべて水蒸気になり (点f), さら
に加熱すると100℃よりも高温の水蒸気(点g) になる。
(2) 富士山頂での大気圧は1.013 × 10 Paよりも低いので, 沸点は
100℃よりも低くなる。 したがって,もとのもの値よりも小さくなる。
(3) 0℃の氷90g に加えられる熱量は、次の2段階に分けて考える。
②
0℃の氷
0℃の水
90g
①90gの水H2O (モル質量18g/mol) は, 18g/mol
-5.0mol である。
氷の融解熱が 6.0kJ/mol なので、 融解に必要な熱量は、次のようになる。
6.0kJ/mol×5.0mol=30kJ
②0℃の水90gを50℃の水にするのに必要な熱量は,次のようになる。
熱量 [J] = 質量 [g] ×比熱[j/(g・℃)]® × 温度変化 [℃]
=90g×4.2J/(g•℃) ×(50-0)℃=18900J=18.9kJ
50℃の水
したがって,加えられた熱量は, ①と②の熱量の総和なので
30kJ+18.9kJ=48.9kJ
(4) bd間では, 固体を液体にするためだけに熱が用いられ, ef間では
液体を気体にするためだけに熱が用いられる。 固体では,構成粒子は
互いの引力によって一定の位置に配列しており, 液体では、粒子は互い
に引き合いながら位置を変えて動き回っている。 したがって, 固体を液
体にするには, 粒子が相互に動けるようになるだけのエネルギーを加え
ればよい。一方,気体の場合, 粒子は空間を自由に飛び交っている。し
たがって, 液体を気体にするには、粒子間の引力を完全に断ち切るだけ
の大きいエネルギーが必要となる。
14. 蒸気圧・
回答
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もう少し右に行くと点Aの付いている線がカーブを描いて上方向に伸びます。
ある程度伸びると臨界点と呼ばれる点に達して線が途切れます。その先では液体と気体の区別ができなくなるからです。