質問: 真空容器内の圧力値の求め方 1(m)x1(m)x1(m)の真空容器の内壁に1分子層の水が吸着していたとする。 真空槽内壁に吸着していた水が全て脱離した場合、真空容器内の圧力は「(1)」になる。 ただし、水の1分子層の吸着密度は5x10^19molec・1m2、温度は20°C、吸着していた真空槽の 圧力は0であったと仮定する。 a.30 b.1.2 c.4.3x10^-3 d.0.21(pa)
回答: 答えは[b]。 気体の状態方程式 [pv=nrt] を用いて解きます。 気体定数r=8.32(pa・m^3 / mol・°k) 容積v:1(m)×1(m)×1(m)=1(m^3 ) n:気体の量(モル) (1) 吸着している水一分子層の分子の数=5×10^19(molec/m^2)×内壁の面積6(m^2)=3×10^20(ヶ)となる (2) 1(モル)の分子の数は[アボガドロ数:約6×10^23(ヶ)]であるから、水一分子層はn=5×10^-4(モル)となる。 (3) p=nrt/v=5×10^-4×8.32×293=1.2(pa)となる。