• ベストアンサー

水銀柱の実験に関して

水銀柱と大気圧の実験で、試験管を水銀浴に倒立させた後、上の真空部分に完全に気化した気体をいれたときに、その試験管を水銀浴中に押し込んで、手を離すと試験管は元の位置に戻るんでしょうか? 気になって夜も眠れません。よろしくお願いします。

  • 化学
  • 回答数3
  • ありがとう数0

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • mii-japan
  • ベストアンサー率30% (874/2820)
回答No.2

化学ですから、用語をできるだけ厳密に使うようにしてください >分圧がかかっているということは、手を離しても元にはもどらない、という解釈でよろしいのでしょうか? 元に とは どの状態のことですか その気体を入れる前の状態(真空もしくは水銀蒸気のみ存在)のことであるならば、その状態と同じにはなりません 気体を入れた後の状態のことで、気体の量と性質に変化が無ければ、同じ状態になります

hissy
質問者

補足

言葉が足りなくて、すいません。 元にもどる、というのは、水銀浴中に試験管を手で押し込んだ後、水銀面からの高さが手で押し込む前の高さにもどる、という意味です。

その他の回答 (2)

  • ht1914
  • ベストアンサー率44% (290/658)
回答No.3

既に答えが出ているようですがあえて書かせて頂きます。 この水銀柱はトリチェリーの真空といわれている有名なものです。文章を拝見しているとこの現象の意味が良く理解できていないのではという印象を受けます。なぜ76cmの水銀柱が出来るのか、上の空間はなんだろうか、・・・。 気体を入れていない時と入れた時の水銀注の高さの差と空間部分の体積から中に入れた気体の量を知ることが出来るというのは入試問題にも出てきます。

  • mii-japan
  • ベストアンサー率30% (874/2820)
回答No.1

>上の真空部分に完全に気化した気体をいれたときに・・・ この気体とは、水銀蒸気以外の物質ですか 水銀蒸気以外で水銀に溶解しない物質ならば、その気体の存在する量だけ分圧がかかります 真空と同等にはなりません

hissy
質問者

補足

回答ありがとうございます。 期待は水銀蒸気以外の物質です。 分圧がかかっているということは、手を離しても元にはもどらない、という解釈でよろしいのでしょうか?

関連するQ&A

  • 水銀柱の問題で困ってます

    一端を閉じたガラス管(内径断面積2cm(2))に水銀を満たし、これを水銀柱に倒立させると上部に真空部が97mmできた。次に先を曲げたスポイトで、液体A17.2mgをガラス管の下部から管内に注入し、液体Aが全て蒸発して飽和蒸気圧を示すときの水銀柱の高さは657mmを示した。ただし、実験中は27℃、1,01×10(5)paに保たれたとする。 問題;液体Aを注入する前の水銀柱の高さが750mmになるように、ガラス管を手で押えて水銀柱に沈めた。続いて、液体A17,2mgを同じように注入すると、管内の水銀面は何mm下がるか。   解答;760=103+x(xは水銀柱の高さ)    x=657mmHg 750-657=93mm 質問;手で押えると水銀柱は上部まで満たされるようですが、この状態で蒸気圧103mmHgの物質を入れるのだから、なぜ単に103mm下がったとはならないのでしょうか?液体を入れたときも手で押えているのだから大気圧760mmHgとつりあうのではなく、750mmHgとつりあうのではないでしょうか? また、別解でやってみて、普通にAを入れたときの気体の圧力は103mmHg、体積は760+97-657=200mm よって40cm(3) 手で押えたときの気体の圧力は、水銀柱の高さをhcmとすると、 750-10h mmHg 体積は75-h×2 cm(3) よって、ボイルの法則より、103×40=(750-10h)×(75-h)×2 この考え方はどこがまちがっているのでしょうか? よろしくお願いします。   

  • 水銀柱の問題です。

    質問は3の問題のみです。 一端を閉じた断面積1.0cm2 のガラス管に水銀を満たし、27℃、101kpaの条件下で水銀が入った容器を倒立させた。容器中の水銀面からガラス管の上端までの高さは1110mmであった。 1.ガラス管の下から上部の空間に気体Aを入れたところ、水銀柱の高さは610mmになった。気体の体積は何lか。 2.さらに気体Bを入れたところ、水銀柱の高さが310mmとなった。このときの気体Bの分圧は水銀柱で何mmの圧力に相当するか。 3.この状態で、ガラス管を下げて水銀面からガラス管上端までの高さを760mmとした。水銀柱の高さは何mmになるか。 3の解答;このときの水銀柱の高さをhmmとすると、      p=(760-h) mmHg v=760-h/10×1 (cm3)  温度や気体の量は2と変わらないからボイルの法則より     450×80=(760-h)×760-h/10×1   h=160mm 質問;3で内部の気体の全圧が450mmHgであるから、   水銀の高さは、760-450=310mmHg とはなぜしたらいけないのでし  ょうか?   ガラス管を下げるとなぜ内部の気体の圧力が変わるのでしょうか?   よろしくお願いします。

  • 蒸気圧の問題(水銀柱)で困っています

    蒸気圧の問題でわからない部分があります。解説よろしくお願いします。(化学I・II重要問題集55(3)) 「水銀柱の高さが750mmになるように、ガラス管を手で押さえて水銀柱に沈めた。」という内容が文章中にあり、解答の図にはガラス管上部に真空部分は生じていなくてガラス管内がすべて水銀柱が満たされている図になっています。このときは大気圧とガラス管内の水銀の圧力がつりあっていない、というのは理解できるのですが、なぜ上部が真空とならないのでしょうか。ご解説よろしくお願いします。

  • トリチェリの実験について質問です。

    トリチェリの実験について質問です。 1m程度のガラス管に水銀を入れて水銀容器中に倒立させると、 水銀柱の高さが約76cm程度になり、 その上部はいわゆる"トリチェリの真空"となるということでした。 この76cmの水銀柱による圧力が大気圧に等しい、と書かれているのですが、 大気圧に加え、トリチェリの真空部による負圧の影響は入らないのでしょうか? 76cmの水銀柱というのは 大気圧が押す分と、真空部の存在による負圧の両方が影響しているように思えるのですが…。

  • 水銀柱について

    大気圧と水銀柱の実験ってみんなが知ってるように大気圧が水銀を押す力と逆さガラス管内の760mmHGが水銀を押す力がつり合っているってやつです。しかしどこの参考書見ても「圧力」が等しいとしか書いてありません。圧力は単位面積あたりに及ぼす力ですよね。圧力×面積=力だったらガラス管の太さを一定にして水銀の入ってる容器の面積を広げたらより多く大気圧が働く場所が増えるのでその力につり合うために逆さガラス管内の水銀が増えてしまうんじゃないでしょうか?? さらに参考書には「ガラス管内の内側と外側の液面差は、管の太さのよらず760mmとなる」と書いてあります。圧力が等しいだけじゃ説明になりませんよね??なぜですか??  教えてください!おねがいします。

  • 水銀柱

    添付URLのような760mmhg の説明図を良く見かけますが、 (http://www.sugipro.co.jp/kouza/sankosyo/taikiatunokeisan.html) 例えば、そこから液面に0.1MPa加圧すると、その分水銀注の高さも1520mmまで上昇して釣り合うものと思います。 ここでなのですが、どの高さでも良いのですが、仮に1400mmくらいの高さにおいて、試験管の径がものすごく大きなものになるとします。 大気圧+0.1MPaまで加圧していくと1400mmまでは圧力に比例した高さに上昇していくと思いますが、1400mmで試験管の径が大きくなると、どうなるでしょうか? 高さは追従できないので、ブシュッと噴出すような形で運動エネルギーに変換されてしまうといった考え方になるのでしょうか? また試験管を真空にせず、単純に大気圧が掛かっている場合について、液面に大気圧+0.1MPaを加えると、760mmまで水銀は上昇していくと思います。 ここでも同様に1400mmあたりで試験管径がものすごく大きいとき、先の真空の場合と比べて別の現象が起こるのでしょうか??私としては同様にブシュっとなると思うのですが。 試験管の摩擦力も関係してくるでしょうか? 考え方についてご教授の程お願い致します。

  • ボイルの法則(水銀柱の実験)

    先日、ボイルの法則にて、片側が開いているガラス管に入った水銀を用いて、角度をつけて空気柱と水銀柱の長さからPmmHgの値や、1.46(1.45の値もある)×10の5乗の式を求めたり、空気柱の長さの逆数たる数字を実験の数値データから求めました。 ただ、物理を専攻したことはまったくなく、理論値や実験値との誤差なんのレクチャーもされず、目的もあやふやな状態で、さっぱりな状態です・・・。 皆さんの知恵を貸してください。

  • 水銀柱で分子量を求める問題??

    大気圧1.01×10^5Pa、20℃の下で、一端を閉じた断面積10.0cm^2の円柱形のガラス管に水銀を満たし、水銀を入れた容器中に倒立させたとき、水銀柱の高さは容器の水銀面から760mmであった。 次にガラス管の下から0.225gの液体化合物Aを管内に注入し放置したところAはすべて蒸発し、水銀柱の高さは570mmになった。 この間、水銀面からガラス管の先端までの高さは常に863mmに保たれていた。 (1)化合物Aの分子量を小数第一位まで求めよ。 (2)管内に注入する化合物Aの量を、ある量χ[g]より増やすと、水銀柱の高さは528mmで一定になった。化合物Aの蒸気圧(Pa)とχの値を求めよ。 水銀柱を使った問題では初歩的なものなのかもしれませんが何回やっても分かりません…orz 圧力自体が苦手で水銀が出てくるとさらに分かりません…解説読んでもさっぱりで… 誰かこの問題を分かりやすく説明してください(..;)お願いします!

  • トリチェリの実験

    トリチェリの実験で、「なぜガラス管の水銀の液面は下がるのか」、と「なぜ水槽の液面からガラス管の水銀の液面が760mmになる理由が、気圧と水銀柱の圧力がつりあっていることにあるのか」の2点を教えてください。

  • 水銀柱 力学

    水銀柱を傾けても水銀の高さは変わらない、と書いてあったので、確かめて?みたのですが、上手く行きません。 上向きの矢印:大気圧によって、ガラス管内部にある水銀が押される力 下向きの矢印:重力 水銀がガラス管から受ける垂直抗力は、相殺されるため、図に記載しませんでした。 液面から水銀柱までの高さを左をh、右をh'、ガラス管の底面積をS、右のガラス管の傾きをθ、水銀の密度をσとします。 左:F=σShg 右:上の青い部分を下の青へ移動すれば、高さh'/sinθの円柱になりますから、したがって、F=σSh'/sinθ×g しかし、これではh=h'にならず、傾きで高さが変わってしまうことになります。 ※もし「ガラス管内部にある水銀が押される力」が傾いていたら、水銀柱の表面も傾く((押される力+重力)の垂直の向き)と思うのですが・・・