気体の圧力がわかりません

質問

二酸化炭素が入った容積250c㎥のボンベがある。
気体が満タンの時1.04kgで、空のときは0.74kgです。20℃におけるボンベ内の気体の圧力はどれほどなのですか？

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

状況がよく分かりません。

体積が２５０ｃｍ^3
質量が３００ｇですから密度が１．２ｇ／ｃｍ^3です。
この密度は液体と固体の間の値です。
http://www.showa-tansan.co.jp/html/dryice/co2.htm

２０℃は臨界温度３１℃より低いですから二酸化炭素を圧縮していくと液体の二酸化炭素に変わって行きます。液体の二酸化炭素が現れるのに必要な圧力は約５７ａｔｍです。全部液体に変えたとしても２０℃では密度が０．５ｇ/ｃｍ程度だろうと思います。
液体の二酸化炭素を圧縮して液体と固体の共存状態に持っていくとします。２０℃は三重点の温度－５６℃より高いですからよほど高い圧力にしない限り固体の相は現れてくれません。
これが－６０℃であれば固体と気体の共存を考えればいいのですから密度が１．２ｇ／ｃｍ^3の状態を作るのは難しくありません。
参考ＵＲＬの図から共存状態での平衡蒸気圧は４ａｔｍです。
気体の部分の密度が約０．０１ｇ／ｃｍ^3ですから固体の１．５６ｇ／ｃｍ^3に対して無視してもいいくらいです。２５０ｃｍ^3のボンベの中に１９２ｃｍ^3ほどの固体が存在すればいい事になります。これは３００ｇの固体があるとしたのとほとんど変わりません。

初めの場面に戻るとします。
－６０℃で体積が２５０ｃｍ^3のボンベの中に３００ｇの固体の二酸化炭素があるとします。このボンベの温度を２０℃に持っていくと圧力はいくらになるかという問題になります。
２０℃の固体・液体の平衡圧力が分かればいい事になります。参考ＵＲＬには載っていませんので別の試料を探してみてください。
３１℃での液体の密度が０．４５ｇ／ｃｍ^3ですから２０℃では少し大きいでしょう。この温度での液体の密度を０．５ｇ／ｃｍ^3として計算すると固体の二酸化炭素の体積が１６５ｃｍ^3、残りが液体の二酸化炭素です。

空の時の質量が７４０ｇもあるというのはかなり丈夫なボンベです。
でもこの圧力に耐えることが出来るのかどうかはよく分かりません。

お礼

ありがとうございます。
自分も全くよくわからないのです・・・(T_T)
ごめんなさい・・・

回答No.1

taka108

文字化けしていて容積の後がよく分かりません。
また、求める圧力は満タンの状態でしょうか？

補足

大変失礼しました。
詫びながら訂正させていただきますm(__)m
それと、気体の圧力は満タンの状態です

二酸化炭素が入った容積250cm^3のボンベがある。
気体が満タンの時1.04kgで、空のときは0.74kgです。20℃におけるボンベ内の気体の圧力はどれほどなのですか？