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分体積と分圧の考え方
siegmundの回答
- siegmund
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siegmund です. 前の回答は多少不親切だったかも知れません. rei00 さん,適切なフォローありがとうございます. まさに,rei00 さんの言われるとおりです. tote さんの, > 影響を体積についても圧力についても及ぼしあわないとしたら、 > なぜ、分圧の考えが生まれるんですか? ですが,どんな量をどんな状況で考えるかにより, 相互の影響がないとき不変な量と加算される量などとがあります. すべての量が不変だということはありえません. すべての量が不変だったら,2種の気体を混合させた効果はどこにも 現れなくなってしまいます. 今の状況では,体積は不変な量で(箱などに閉じこめているから当然), 加算される量が圧力になっているわけです. 2種の気体が実は同種のものだった,と思うと状況がはっきりします. 体積 V のところに n モルの気体を入れておきます. 当然 (1) PV = nRT です.温度と体積ははそのままにして,さらに m モルの気体を詰め込みます. m モルについては (2) P'V = mRT で,両方合わせたものについては (3) P''V = (n+m)RT です.(1)(2)(3)式を比べれば当然 (4) P'' = P + P' になっているわけで,rei00 さんが P = Pa + Pb と書かれていることの 特別な場合になっています. なお,非理想気体だとこうはいきません. 例えば,van der Waals の状態方程式 (5) (P + n^2 a/V^2) (V - nb) =nRT で考えてみましょう. a,b は気体に特有な正の定数で,温度,圧力,体積にはよりません. この方程式で,上の(1)(2)(3)に相当することをやっても(4)の式は得られません. すなわち,非理想気体だと単一の気体でも分圧の考えは成立しないということです.
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