混合気体だからなの？

質問

体積可変のシリンダーがある。ピストンの質量は無視できる。この中に、窒素と酸素を体積比４：１に入れた。このとき、体積は２７℃で２４，６リットルであった。大気圧は１．０×１０*5paとする。
　２７℃から１２７℃にあげても窒素の分圧は２７℃のときの分圧と等しいのはなんで？いろいろ考えて、混合気体の変化は、温度変化だけではダメなのか？とか、気体の状態方程式でいうとどこが一定の状態かわからなくて・・・・。丁寧に教えてください。（27℃のぶんあつはだせます。）

回答No.2

ht1914 · ベストアンサー

高校生だと思います。
「気体の状態方程式でいうと・・・」とやはり式から行こうとしていますね。何が起こっているかの現象を押さえるのが先だというのがなかなか分かって貰えません。
結果は＃１の方の書いておられるのと同じなんですが現象から行きます。気体の状態方程式は関係ありません。

まず２７℃の時、ピストンの中の圧力は大気圧に等しいです。窒素の分圧はこの１／５になります。なぜ大気圧に等しいかすぐに説明できますか。ピストンが自由に動く事が出来るというところがポイントですね。これが意識できていれば温度を変えても圧力は変わらない、体積が変わるだけだという事はすぐに分かる事です。

状態方程式は「では体積はいくらになったのか？」という問では必要です。その時も圧力が変わっていないという事が分からなければ使う事が出来ません。体積は絶対温度に比例するという結果になります。

蛇足ですが問題文の中の「ピストンの質量は無視できる」という注は必要ありません。横向きに使えば質量は関係ありません。むしろ「ピストンとシリンダーの間の摩擦は無視できる」という注の方が大事でしょう。

お礼

お礼が遅れてすみません。ありがとうございました。イメージすると簡単にわかりました。

回答No.1

noname#21330

pV=nRT

この場合は、pは大気圧とつりあっているのでpは変化しないのでは？
つまり、Ｔの変化に伴い変化するのはVのみ。