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第6章 気体
演習 3
気体のふるまいに関する次の文章を読み、以下の問いに答えよ。
体状態に変化してしまう。 理想気体と実在気体を比較するために,下図に, 300Kにおける3種類の気体
理想気体はあらゆる条件で気体状態であるが, 実在気体は条件によっては凝縮や凝固が起きて液体や固
PV
nRT
[T〔K〕, 物質量をn [mol] とし、 気体定数をR = 8.3 × 10° Pa・L/ (K・mol) とする。
A, B, C について, Z =
PV
nRT
1.5-
1
0.5
0
0
の値とPの関係を示す。 ここで,圧力をP [Pa〕,体積をV [L],温度を
2
C
一理想気体と実在気体、
B
A
1
1
1
I
P[× 107 Pa]
問1 理想気体の状態方程式は、 理想気体の性質に関して2つの仮定を設定して導かれている。2つの仮
定を説明せよ。
問2 Zの値は実在気体のふるまいが理想気体のふるまいからどれだけずれているかを表している。
(1) 2 × 107 Pa で 1mol当たりの体積が最も大きいものはどの気体か。
(2) 6 × 107 Pa で,気体BのZの値を1.3とすると, 1mol当たりの体積は何Lになるか。有効数字
2桁で計算せよ。
問3 気体AとBでは,圧力の増加とともにZの値がいったん減少し,再び増加している。このような
ふるまいを示す理由を述べよ。
問4 気体 A,B,Cに該当するものをメタン,水素,二酸化炭素の中からそれぞれ選び,化学式で答えよ。
問5 実在気体のふるまいを理想気体のふるまいに近づけるためには,温度,圧力をどのような条件にす
ればよいと考えられるか。
