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化学 大学生・専門学校生・社会人

この問題の ウを詳しく教えて下さい!

値を記述せよ。 71. 〈密閉容器内の気体の溶解〉 10°℃ で8.1×10-°mol の二酸化炭素を含む水500mL を容益に 入れると,容器の上部に体積50mL の空間(以下,ヘッドスペー スという)が残った(右図)。 この部分をただちに10°℃の窒素で 大気圧(1.0×10® Pa) にして, 密封した。この容器を 35°Cに放置 して平衡に達した状態を考える。 このとき,ヘッドスペース中の窒素の分圧は口ア Paになる。 なお,窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は 10°℃C のときと同じとする。 二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し,35°Cにおける二酸化炭素の 水への溶解度(圧力が1.0×10°Pa で水1Lに溶ける,標準状態に換算した気体の体積) は0.59L である。ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧をか[Pa] として,ヘッドス ペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 n. [mol] と n2 [mol] は,かを 用いて表すと ヘッドスペース 50mL 二酸化炭素 を含む水 500mL ni=イ×か n2=| ウ |×か である。これらのことから, へッドスペース中の二酸化炭素の分圧かはエPaであ る。したがって, 35°℃における水の蒸気圧を無視すると,ヘッドスペース中の全圧は |オ]Pa である。 問い[ア]~オ]に適切な数値を有効数字2桁で記せ。 R=8.3×10°Pa·L/(Kmol) (15 京都大) 78. 〈浸透圧〉 0

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物理 大学生・専門学校生・社会人

なぜ右の問題では熱量保存則が成り立つのに、 左の問題ではマーカー部の式が成り立たないのでしょうか

チェック問題 2 融解熱 標準7分 水の比熱を4.2J/(g·K), 氷の融解熱(1g融かすのに要する 熱)を336J/gとする。また容器の熱容量は無視できるものとする。 (1) 温度80℃のお湯に温度20℃の水を加えて, 30℃の水6.0Lを つくるには,それぞれの温度の水を何Lずつ混ぜればよいか。 (2)(1)でできた水に0℃の氷を入れたら,20℃になった。氷の 質量は何kgあったか。 解説 (1)(比熱の解法》(p.249)で解く。 図aのように、質量 m,[g], m,[g]を仮定し, 「温度図」 をつくる。 容器の熱容量は無視するので, 容器の熱の出入りは考えてはいけないよ。 吸収熱,放出熱は、 Qm=4.2×m,× (30-20) Qout=4.2×m,× (80-30) 「混合系」なので, Qm=Qoutより. 4.2×m,×10=4.2×m;×50 一方,m,+m,=6000gと合わせて. m,=5000g=5.0kg. m;=1000g==1.0kg よって,20℃の水は5.0L, 80℃の水は1.0L 図bのように、質量 m[g]の氷は,まずア溶ける。次に. ① 20℃まで上昇する。もちろん容器の熱の出入りは無視できる。 Step2 氷が得た熱の和は, Step1 Step2 80℃水m. [g) S Qo。 Step3 -30℃ in 20℃ 水m, [g) Qm 図a 答 (2) Step1 30℃ 水6000g Q=336×m+4.2×m×20 2out -20℃ 氷が溶けたら 水の比熱になるので 1g溶かす熱 0℃水m[g]水 水が失った熱は、 Qout=4.2×6000×(30-20) 「混合系」でQm=Qout 図b Step3 より、 336×m+4.2×m×20=4.2×6000×10 よって, m=600g=0.60kg… 252 物理基礎の熱力学

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