ボイルの法則

質問

誰かこの問題を教えてください。お願いします。
海中で吐いた息（酸素）があります。水深２０ｍで５０molの酸素は、水深５mと水深０mの時、体積は？水圧は深さに比例し、深さ１０mごとに1気圧増加します。温度の変化はありません。また、水深０，５，１０mの直径は？
わかる方すみませんが返事下さい。

回答No.1

buncho-ru · ベストアンサー

海中で吐いた息の圧力がどれくらいあるか理解できますか。水深０ｍ＝地上です。ここでは１気圧です。１０ｍでは２気圧。２０ｍでは３気圧です。

吐いた息は酸素のみと考えます。
理想気体の状態方程式を適用します。
ＰＶ＝ｎＲＴ
Ｐ＝気圧　　Ｖ＝体積　　ｎ＝モル数　　Ｒ＝気体定数（教科書を見てね）　　Ｔ＝温度（２７３＋水温）
気圧、モル数、気体定数、温度はわかっているので、それぞれを当てはめれば体積はでます。

水中であれば酸素は球形なので、球の体積の公式より求めることは簡単です。

尚、体積はリットルの単位になります。計算は単位に注意すること。

お礼

詳しく答えて下さってありがとうございます。全くわからなかったのですが、少しわかりましたO(⌒－⌒)O

補足

気体定数とは何ですか？

回答No.2

TTOS

基本的な考え方は＃１さんの言われる通りです。
温度は一定ですからＰＶ＝Ｐ’Ｖ’＝一定（＝ｎＲＴ）でもよいのですが，５０ｍｏｌの酸素ですか？

標準状態で１立方メートルを超えるように思われますが・・・

(1)気泡の上部と下部での圧力差を無視してもよいのでしょうか。

(2)水深０ｍのとき気泡はどこに存在するのでしょうか。水面直下か，それともはじけているのか。

(3)そもそも温度は示されていますか。

ちなみに５０ｍｏｌの酸素は水深２０ｍでも３０ｍでも５０ｍｏｌですね。また，ｍｏｌと体積の関係は酸素でも水素でも窒素でも同じです。（溶解度を無視すれば・・・ですが。溶解度は圧力とも関連しますね）

お礼

答えてくださってありがとうございます。もう一度勉強し直したいとおもいます。

補足

（１）は無視していいと思います。（２）は水面直下です。温度の変化はなしです。