• 締切済み

気液平衡におけるモル体積と定圧モル熱容量について

物理化学のこの問題が解けなくてかなり焦っています。 どうか教えてください。 水の気液平衡についての問題です。 液相の体積は圧力依存がなく、気相では理想気体として扱う。 A点では0.10Mpa,373K B点では0.28Mpa,404K 液相での定圧モル熱容量は9.0R 気体定数はR=8.31J/K・mol このときの 液相(A,B点)気相(A点)でのモル体積と 気相(A点)での定圧モル熱容量を求めよ。 という問題です。 お分かりになる方、よろしくお願いします。

noname#87699
noname#87699

みんなの回答

noname#160321
noname#160321
回答No.1

A点:373K、0.1MPaは水の常圧沸点、だから液体の水があるかも。 B点:404Kでの飽和蒸気圧0.284MPa、やはり沸点。 http://www.es.ris.ac.jp/~nakagawa/met_cal/satu_vapor.html 液体の水の変化量を算出するみたいですね。

noname#87699
質問者

お礼

お答えくださってありがとうございます。 しかし、モル体積と定圧モル熱容量の導出の仕方を教えて頂きたかったのですが・・・。

関連するQ&A

  • [熱力学]気液平衡について

    ある物体の圧力P_0での沸点がT_0であったとします。 温度T_0の熱浴の中に、その物体を入れた熱の出入りの可能な容器を置きます。 この容器は体積可変で、シリンダーがついていて、おもり等で調整して内部の圧力をP_0に保ちます。 このとき、容器の中は気液平衡の状態になると思うんですが、どのような状態に落ち着くんでしょうか? つまり、液体部分と気体部分のモル比で容器の体積が変わると思うんですが、どこで落ち着くんでしょうか? 等温定圧だからギプスの自由エネルギーで……とか考えたんですが、沸点では液相と気相で化学ポテンシャルが同じだし……とか考えてたらわけがわからなくなってきましたorz どの体積で落ち着くんですか?もしかしたら凄く馬鹿なことを聞いているかもしれませんが…… できれば熱力学の言葉を使って、式で説明していただけると嬉しいです。感覚的なのでなくて。

  • 定圧モル熱容量と定積モル熱容量の関係

    定圧モル熱容量Cpと定積モル熱容量Cvの関係について 現在大学で化学を勉強している者です。 定圧モル熱容量と定積モル熱容量の関係について疑問に思い質問いたします。 物理化学の教科書ではMayerの関係式が紹介されており、理想気体では以下のようになるとの記述があります。 Cp=Cv+nR この関係式を導きたいのですがどうもうまくいきません。どこが間違っているのかご指摘いただけないでしょうか。 ・・・以下関係式の導出・・・ まず定積過程を考える。 熱力学第一法則より dQ=dU+PdV 定積過程ではdV=0だから dQ=dU=nCvdT・・・(1) 次に定圧過程を考える。 熱力学第一法則より dQ=dU+PdV・・・(2) またdQは定圧モル熱容量Cpを用いて dQ=nCpdT・・・・(3) とあらわせる。 ところで、定圧過程での理想気体の状態方程式は  d(PV)=nRdT とあらわせる 左辺を変形すると d(PV)=PdV+VdP=PdV (∵dP=0) であるから PdV=nRdT・・・(4) (1)と(4)を(2)に代入して dQ=nCvdT+nRdT=n(Cv+R)dT・・・(5) (1)と(5)を比較すると dQ=nCpdT・・・(1) dQ=n(Cv+R)dT・・・(5) Cp=Cv+R   あれ?nが消えてる・・・・   どなたか詳しい方よろしくお願いいたします。

  • 【物理化学】エンタルピー?定圧モル熱容量?

    物理化学分野の問題です。自分一人ではどうしても解法の切り口さえいまいちわからないので、解法もしくはヒントのみでもいいので、どなたかお力お貸し下さい! ============================================================== メタンを燃焼させて広さ40m^3の部屋の空気を27℃から37℃まで暖めた。必要なメタンの物質量は何モルか? ただし気体は全て理想気体とし、メタンの燃焼反応(CH4+2O2→CO2+2H2O)における標準燃焼エンタルピー△cHθを-960KJ/mol、室内は定圧(1.0×10^5Pa)、気体定数Rは8.3×10^3Pa・l/(K・mol)、空気の定圧モル熱容量を30J/(K・mol)とし、部屋の壁などの比熱は無視する。 ============================================================== (一部表記が読みにくい箇所があるかと思いますが申し訳ないです) 解答は出されていません。少しのヒントのみでもよいのでこの問題の答えにつながる回答お待ちしています。よろしくおねがいします。

  • モル体積と部分モル体積

    温度T、全圧力P、体積Vの容器での気体Aの物質量をNA、気体Bの物質量をNBしたら 気体Aと気体Bのそれぞれのモル体積と部分モル体積を求める問題です 教えてください!

  • 定圧1molでV1→V2の⊿S

    定圧で圧力Pとして体積がV1からV2まで変化するときの理想気体において、期待の定圧モル比熱をCp、気体定数をRとして ⊿Sを表せ という問題で解答がCp ln V2/V1 となっていました。 これはどのように導出するのでしょうか ⊿S= dQ/T と定圧の関係より ⊿Q= nCp⊿T 1molより dQ= Cp⊿T までは考えたのですが このままだと Cp dT /T の積分になってしまいV1とV2は定積分することができなくてテンパっています。 どうすれば Cp dV/V という式になるのでしょうか。

  • フガシティーと気液平衡

    気液平衡においてフガシティーfを用いて分離係数を求める、という一連の導出があるのですが、そのなかで、 『気液両相における化学ポテンシャルが等しいから、Φ[i]*P*y[i]=γ[i]*x[i]*f[i,0L]』 [i]…成分iを意味する添え字 Φ…フガシティー係数 P…全圧 y…気相の組成(モル分率?) γ…活量係数 x…液相の組成(モル分率?) f[i,0L]…全圧Pにおける純液体iのフガシティー(液体の場合、純飽和液体のフガシティーで近似) とありました。 理想気体で近似できるため、f[i,0L]=Φ[i,0]*P[i,0](P[i,0]は飽和蒸気圧),Φ[i]=1 ⇒P*y[i]=γ[i]*x[i]}*P[i,0] …と続くわけですが、一番最初の等号の意味がわかりません。 化学ポテンシャルが等しいからという理由でその式が出てくる意味もそうなのですが、 なによりγ[i]*x[i]は液相の活量、とすれば「フガシティー」=「活量×フガシティー」って…? とわからないことばかりです。 どのように考えればいいのでしょうか?

  • 気液平衡

    低圧における気液平衡に関して質問です。 一定温度における気液平衡関係は、相対揮発度を用いた議論で解決できることは知っています。 よくわからないのは、全圧を一定とした定圧における気液平衡関係では、温度を簡単に決められないということです。この理由は、ものの本によると”全圧が設定した圧力になるように試行錯誤法を用いなければならないから”と書いてあるのですが、意味がよくわかりません。 そもそも、たとえば、密閉系で50Torrに圧力を設定した場合、中の気体の全圧がそれを超えることってあるのでしょうか。実験で単一成分の蒸気圧を求める実験をしたのですが、その時も、湯浴と内部の温度差を10K以下に保って、やたらと長い時間蒸気圧合わせのようなことをやったのですが、これもいまいち意味がわかりません。蒸気圧=沸点という考えは間違いなのでしょうか。 混乱してよくわからないです。どなたか丁寧に教えていただけないでしょうか。

  • ΔU、ΔH、ΔSを求める熱容量の問題

    以下の過程のΔU、ΔH、ΔSを計算せよ。 25℃、1[atm]での1[mol]の水→100℃、1[atm]での1[mol]の水蒸気 373[K]での水のモル蒸発熱は40.79[kJ/mol]、水のモル熱容量は75.3[kJ/mol]とする。またモル熱容量は温度に依存せず、理想気体のふるまいをすると考える。 という問題なんですが、この場合のモル熱容量は定圧熱容量として扱っていいのでしょうか? あと、ΔUの値の計算の仕方がわからないのでお願いします。

  • 熱学の問題です、どなたか解答お願いします

    ある単原子分子気体の熱容量Cが定圧過程で測定すると62.4J/Kである。この気体の定積比熱を12.5J/mol・K、定圧比熱を20.8J/mol・Kとして次の量を求めよ。 (a)気体のモル数 (b)定積過程における熱容量 この問題がわかりません、途中の計算過程も含めて教えてください。お願いします。 (答えは(a)が3.00mol、(b)が3.75J/Kです)

  • 内部エネルギーとエンタルピーの変化量

    理想気体1molが1bar下で273Kから373Kまで温度変化した時のΔUおよびΔHを求めよ。ただし、定積モル熱容量Cv=(3/2)R、定圧モル熱容量Cp=(5/2)R。 また、ΔH-ΔUは何に対応する物理量であるか? このような問題があるのですが、どのような式で解いていけばよいのでしょうか? ΔU=(5/2)R(373-273)では間違ってますでしょうか? よろしくお願いいたします。