例題 43
20
46℃における水の飽和蒸気圧は1.0 × 10Pa である。なお、水に
溶け込む空気の量は無視できるものとする。
vis
(1) 容積 2.0Lの真空容器に,46℃, 1.0×105
Paにおいて乾燥空気1.0Lと水1.0L を封
入した。 これを 46℃に保つと、容器内の空
気の分圧および全圧は何 Pa となるか。液
体の水の体積は変化しないものとする。
(2) ピストンの付いた体積可変の容器に 1.0×10 Pa
46℃, 1.0 × 10 Pa において乾燥空気 1.0L
と水1.0Lを封入した。 外圧を1.0×105 Pa,
温度を46℃に保つと, 容器内の空気の分
圧は何 Pa となるか。 また, 気相の体積は
Lとなるか。
0008-0018
もし気相ヘルだったら
空気は水に溶ける!
ここが
ポイント
P水蒸気 =
2. 全圧空気+P水蒸気
=
[解
TUS
(1) 1.0Lの水があるので、 気相の体積は2.0-1.0=1.0(L) である。 空気に
とっては封入時と T, V が等しいので,
封入後,徐々に水の蒸発が進み, 蒸発平衡に達する。
201
( 46℃での飽和蒸気圧)=0.10×105 (Pa)
気相
水
気相
1.0 x 10 x 1.0 = 9.0 x 10 x V
Pa
L
Pa
L
空気と液体の水があれば、
P水蒸気= (その温度での飽和蒸気圧)
- 118-
水
P空気= 1.0×105 (Pa)
(1.0 +0.10) ×105 = 1.1 ×105 (Pa)
(2) 容器内の圧力は外圧に等しく 1.0 × 10 Paとなる。水蒸気については
と同様に蒸発平衡にあるから水蒸気
==
0.10 × 10Pa である。したがって,
全圧=空気 +0.10 × 105 = 1.0 × 105より,
2
P空気 = 9.0×10 (Pa)
> 空気の分圧が封入時よりも減少するのは、ピストンが上昇して気相の体
積が増加したためである。 このときの気相の体積をV [L] とすれば、空気
については封入時ととTが同じであるので,ボイルの法則が適用できる。
V = 1.1 (L) PV=一定