Question

yuzya

容積が2V0の部屋の中にそれ以上の体積の空気が入れられるのはなぜですか？
部屋IIがV0から減った体積が入れた空気の体積と等しくなるという考えは間違ってますか？

問2図1に示すように, 容積2V (L)の容器が, 自由に動くことができる隔壁で部
屋Iと部屋 Ⅱに仕切られている。容器内の温度は常に To (K)に保たれており,
はじめ,部屋 I には 1.0×105 Pa の空気 Vo (L) が,部屋 II には 1.0×10 Pa のプ
ロパン Vo (L)が封入されている。この容器の部屋Iに注入口から空気を少しず
つ注入していったところ隔壁が移動し,やがてプロパンの液体が生じ始めた。プ
ロパンの液体が生じ始めるまでに注入した空気の体積は, To(K), 1.0×10 Pa
で何Lか。最も適当な式を,後の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし, To (K)
におけるプロパンの飽和蒸気圧は1.0×10 Pa とする。また,隔壁および空気の
注入口の体積は無視できるものとする。 8L
部屋 Ⅰ
隔壁
部屋 Ⅱ
空気
プロパン
1.0×105 Pa
1.0×105 Pa
空気の
注入口
Vo (L)
Vo (L)
図 1 自由に動くことができる隔壁で仕切られた容器
① 9.0 Vo
② 12Vo
③ 15 Vo ④ 18 Vo
⑤ 21 Vo

部屋 I
隔壁
部屋Ⅱ
空気
1.0×10 Pa
プロパン
1.0×10 Pa
空気の
注入口
Vo (L)
Vo (L)
図ア (最初の状態)
↓
部屋 Ⅰ
部屋 ⅡI
空気
1.0×10 Pa
空気の
注入口
V₁ (L)
V₁ (L)
図イ (プロパンの液体が生じ始めるとき)
部屋 I
部屋Ⅱ
プロパン
1.0×10 Pa
空気
1.0×10 Pa
プロパン
1.0×10 Pa
空気の
注入口
図ウ (プロパンの液体が生じているとき)
液体のプロパン
プロパンの液体が生じ始めるときの部屋Iの容積を V1 (L),
部屋ⅡIの容積をV11 (L) とすると, 部屋ⅡIについて, 気体の物質
量と温度が一定なので, ボイルの法則が成り立ち,
1.0×10 Pax Vo (L)=1.0×10°Pax Vu ( L )
V=0.10V (L)
Vi+V=2Vo より
V=1.9V (L)
注入した空気 (1.0×10 Pa) の体積をxV (L) とすると,
1.0×10 Pa の空気 (Vo+xVo) (L)=(1+x) Vo (L)が, 1.0×10Pa,
1.9V (L)になればよいので, ボイルの法則より,
1.0×10 Pa×(1+x) Vo (L)=1.0×10°Pax1.9V (L)
(1+x) Vo=19Vo
x=18
よって、 注入した空気の体積は18V (L) である。

Answer 1

BaSO4

空気は膨張や収縮をするからです。
プロパンも収縮して液体になっているようです。