化学
高校生
解決済み

(1)がなぜ②から④になるか分かりません🙇
回答よろしくお願いします!
返信昼過ぎ位になります。すみません。

思考 グラフ 28. 実在気体の状態変化図は,温度Tと気体の圧力Pの関係を表したものである。 いま、 ある気体の一定量をV[L]の容器に入れると①の状態になった。 この容器をゆっくりと 冷却すると, T2 [K]で気体の圧力が飽和蒸気圧の値と同 じになった (②の状態)。その後,さらに, T3 [K] まで冷 却した。 次の各問いに答えよ。 蒸気圧曲線 (1) この気体の圧力変化は②③, ②→④のいずれか。 (2) て表せ。 ただし, 気体定数をR [Pa・L/ (K・mol)] とし, 液体が存在する場合でも液体の体積は無視できるもの とする。 P1 P2 〔Pa〕 P3 PA (4) T3 T2 T1 温度〔K〕
28. 実在気体の状態変化・ PV 解答 (1) ②→④ (2) RT 3 解説 (1) ①の状態にある実在 気体の温度をゆっくりと低下させる と、気体の圧力は直線的に減少し, P2 やがて飽和蒸気圧に達する (②の状[Pa] 態)。 このとき気体の凝縮がはじま る。 さらに気体の温度を低下させる と,気体の凝縮が進み, 気体の圧力 はその温度における飽和蒸気圧の値 を示す。 すなわち, 実在気体の圧力 は、①→②→④と変化する。 P3 (2) T3 [K] において, 実在気体は一部が凝縮して液体となっており, 気 体部分は飽和蒸気圧 P4 [Pa]に達している。 したがって, 内容積 V[L] に 存在する実在気体の物質量[mol]は,気体の状態方程式 PV=nRT から, 次のように求められる。 3 n= [mol] 圧力 1 P₁ P4 蒸気圧曲線・ PV P4 [Pa]×V[L] RT R[Pa・L/K・mol)} × T〔K] 4 T3 凝縮が はじまる PAV RT3 T2 Ti 温度〔K〕→ - [mol]

回答

✨ ベストアンサー ✨

理想気体だと、p/T=kで比例するから、①➡️②➡️③となるが、
実在気体だと、②で凝縮が起こり、気液平衡となる。気液平衡になると、蒸気圧曲線より上に圧力は行かない。よって、①➡️②➡️④となる🙇

jpgamw

回答ありがとうございます。
理想気体だと、p/T=kで比例する
⇒この式はボイルの法則でもシャルルの法則でもないですよね?
どうしてそうなるんですか?

実在気体だと、②で凝縮が起こり、気液平衡となる。気液平衡になると、蒸気圧曲線より上に圧力は行かない。
⇒これは暗記ですか?
またほんとにすみません🙇
よろしくお願いします。

🍇こつぶ🐡

理想気体だと、p/T=kで比例する
>ボイルシャルルの式
pV/T=kで、今回は体積一定だから、p/T=k/V
右辺は一定。これをグラフにしたのが画像のグラフ。
ボイルシャルルの式では、ボイルとシャルル以外の公式ができ、そのグラフが画像のグラフ。だから、シャルル同様比例。シャルルは縦軸Vだが、このグラフは縦軸がpだが横軸は同じT。

②で凝縮が起こり、気液平衡となる。気液平衡になると、蒸気圧曲線より上に圧力は行かない。
>暗記と言えば暗記だが、
蒸気圧曲線とは、飽和蒸気圧。つまり、その温度での最大蒸気の圧力。気液平衡では、圧力は曲線を越えない。理想気体は超えるため比例するが、実在気体は凝縮が起こる。すると、圧力が下がる。だから、②→④

気液平衡と理想と実在気体がごっちゃになってます。
蒸気圧曲線のグラフの意味、気液平衡、理想・実在気体を今一度整理しないとグラフが②→④になるか分からないと思います。凝縮する現象とは、水蒸気が水になると分かれば、水蒸気が減るから圧力も下がるてわかるかと。気圧とは気体の圧力。

水の蒸気圧曲線というから、液体の蒸気圧曲線と思っている感じがありますが、気圧とは気体の圧力だから、飽和蒸気圧とは、飽和(最大の)気体の圧力の曲線。それが理解できれば、②→④はスムーズに理解できるでしょう🙇

🍇こつぶ🐡

こちらは理解出来ましたか?

jpgamw

すみません!さっきの問題をまとめていたので今こっちをやり始めました🙇

🍇こつぶ🐡

これも、気液平衡と凝縮が分かれば、
直線移動せず蒸気圧曲線上を移動すると
分かるでしょう。

jpgamw

ありがとうございます!
ボイルシャルルの法則を書き換えてやっていたんですね。
テストではできるだけ時間短縮させるために理想気体は比例と覚えておきます🙋
あと蒸気圧曲線を越えると液体になるから気液平衡の時は蒸気圧曲線と同じ線になるんですね。
勉強になりました🙇
こちらもありがとうございました!!

jpgamw

ほんとにすみません!
やったつもりで忘れていました🙇
教えてくださりベストアンサーできて良かったです。

🍇こつぶ🐡

BA欲しい訳でないのですが、これだけ教えて解決済みしないとこちらの指導力が問われるので。現在の仕様はBAしないと解決済みしないので。せかしてすいません。長いやり取りは早めに終了したいので🙇

jpgamw

こんなに教えて貰ったのにも関わらずすみませんでした。

せかしてすいません。長いやり取りは早めに終了したいので🙇
⇒いえいえ。こちらこそ申し訳なかったです🙇
とても助かりました。
テスト勉強頑張ります!

🍇こつぶ🐡

はい。手前味噌ですが、
私が必死に教えたのですから、
ぜひテストで、点数に加点されて欲しいです。
(分かりやすくしたつもりですが、解説が長くなり申し訳ない)🙇

jpgamw

教えていただいたことで、問題の理解だけではなく根本的なことも理解出来た気がします!
テスト勉強に役立ちました🙇

🍇こつぶ🐡

簡単に無料でアプリで質問して聞けますが、本当はこれだけ教えるのは大変だということを認識して頂けたら幸いです🙇

jpgamw

はい!これからも簡単に質問しないで検索したりしてから投稿するようにします🙇

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