質問: 圧力と平均分子量について 気体はすべて理想気体として扱い、コック、および連結部分の容積は非常に小さいので無視できるものとする。 また、原子量はn=14、o=16、気体定数r=8.3*10^(3)[pa*l/(k*mol)]とし、答えの数値は有効数字2桁で答えよ。 という注釈つきの問題で、図があるのですが、恒温層aと恒温層bが間を空けて置いてあり、それぞれ内部に容器aと容器bがあります。 容器aと容器bは管でつながっており、恒温層aと恒温層bの間の空間にコックがついています。 2つの真空容器a,bがあり、それぞれ別の恒温層a,bに入っている。容器aの容積は3.0lであり、 容器bの容積は5.0lである。 いま、コックを閉じた状態で、容器aに窒素を0.10mol、容器bに酸素を0.20mol入れた。2つの恒温層の温度は27度とする。 これについて以下の問いに答えよ。 分かった問題の答えを書くと、 窒素の圧力は1.0*10^(4)pa、酸素の圧力は0.83*10^(5)pa、全圧は1.8*10^(5)となっています。 問1、2つの恒温層の温度を27度に保ったままコックをあけ、十分時間を経過させた。 このときの混合気体の平均分子量を求めよ。 平均分子量というのがよく分かりません。また、式のつくり方がよく分かりません。 問2、この混合気体中の窒素の分圧は、コックを開ける前の容器a内の窒素の圧力の何倍になるか。 長くなりすいません。 教えてください。 おねがいします。
回答: >窒素の圧力は1.0*10^(4)pa、酸素の圧力は0.83*10^(5)pa、全圧は1.8*10^(5)となっています。 コックを開ける前の状態での計算ですね。 pv=nrtに入れて下さい。 酸素と窒素の値が逆ではないですか。 酸素の方の物質量が窒素の2倍になっています。体積は2倍よりも小さいです。酸素の圧力の方が大きいでしょう。 コックを開いていない段階で全圧というのは意味を持ちません。 (1)コックを開けると2つの気体が均一に混ざります。 全体の1/3が窒素、2/3が酸素です。空気の時は窒素が4/5,酸素が1/5です。空気の平均分子量を求める計算はやったのではないですか。 (2)aに入っていた窒素が全体に広がるとき体積は3.0lから5.0lに変化します。窒素だけで考えたときに圧力はいくらになりますか。この値が混合気体の全圧力の中で窒素の受け持っている圧力になります。分圧といいます。