質問: 密閉容器の気密漏れの計算について 大気圧の中にある密閉容器(vcm3 )に空気を入れ、0.1mpa分の圧力を加える。そこで2cm3の空気が外部に漏れたときの圧力低下分は? という問題に対しボイルの法則を用いて 1013[hpa]*v[cm3]=(1013+0.1)*(v-δv)=(1013+0.1-δp)*(v-δv+2)としδpを計算しましたがこのような回答で宜しいのでしょうか。どなたか教えていただけると幸いです。宜しくお願いします。
回答: まず、容器外の大気圧はpa=1013 hpaとしていますか? もし、容器内の圧力が 0.1 mpa=1000 hpa であれば、(どこかに穴が開いていれば)空気は容器から漏れずに、逆に空気は容器のなかへ入り込み、気圧が1013 hpa になるまで止まりません。 もし、容器内の圧力が大気圧より少し高ければ、漏れが生じます。例題として、もし、容器内の圧力がpo=1050 hpa でスタートします。体積voの容器内のモル数は no として po vo=no rt 外部に2cm3 だけ漏れたとして、内部では容器の体積voは同じですから、 p1 vo=n1 rt 漏れた分のモル数は容器内に残っている空気のモル数の差ですから、 no-n1 このモル数の漏れた空気の体積 v (=2cm3)は、外部の気圧paの下で測られるので pa v=(no-n1) rt 漏れによる圧力の低下分(po-p1)は (po-p1)vo=(no-n1)rt=pa v より、 (po-p1)=pa v/vo あるいは p1=po-pa v/vo となり、数値を入れて計算してください。