絶対零度の導出問題
- 気体と圧力を応用した物理問題で、絶対零度に対応する温度を求める方法について説明します。
- 実験結果から絶対零度に対応する温度を求めるための具体的な方針についてわかりません。
- 質問者はこの問題に困っており、誰かの助力を求めています。
- ベストアンサー
気体と圧力を応用した絶対零度の導出題
気体と圧力を応用した物理問題です。 以下問題文です。 内部の気体の圧力と温度が気圧計と温度計によって測定できる容器がある。この容器内に理想気体を封入し,これを氷水に入れ,十分に時間が経過したとき,気圧計はp1[hPa],温度計はt1[℃]を示した。次にこれを熱水に浸け,十分に時間が経過したとき,気圧計はp2[hPa],温度計はt2[℃]を示した。 この実験結果から絶対零度に対応する温度t0[℃]を求めるといくらか。正しいものを選べ。ここで,温度t[℃]は絶対温度t-t0[K]に対応する。 何らかの平衡条件が生まれると予想しますが, その具体方針が掴めず滞っています。 どなたかご助力頂きたいと思います。 何卒宜しくお願い致します。
- bistort
- お礼率90% (49/54)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数1
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
理想気体ですから、ボイル・シャルルの法則を用います。 t℃の絶対温度が(t-t0)Kですから、 p1/(t1-t0) = p2/(t2-t0) これをt0について解けばOKです。
関連するQ&A
- 二つ熱の問題
内部の気体の圧力と温度が気圧計と温度計によって測定できる容器がある この容器内に理想気体を封入し、これを氷水に入れ、十分に時間が経過したとき、気圧計はP1 [hpa] 温度計は T1 [°C]を示した、次にこれを熱水に漬け 十分に時間が経過したとき 気圧計はP2 [hpa] 温度計はT2 [°C]を示した この実験結果から絶対零度に対応する温度 to [°C] 求めるといくらになるか ここで温度toは絶対零度t-to [K]に対応する も一つ 体積5.8×10^-3m^3の容器に温度17[°C] 圧力2.0×10^5 Paの単原子理想気体がいれっている 容器内の単原子理想気体の定積熱容量はいくらか
- ベストアンサー
- 物理学
- 気体の圧力について
気体の圧力について教えて下さい。 263ml入る容器に85℃の液体を245グラム入れ封をした。20℃の時の容器内の気体の圧力を求めよ、ただし気体の温度は一定とする。 水の比重と容積から内容量を出して容積-内容量で気体の体積を出しました。 85℃時、263-252.9=10.1 20℃時、263-245.4=17.6 気体の体積は圧力に反比例する、ということから 10.1÷17.6=0.57←単位はPa? 57KPaが答えみたいなのですがこの0.57がなぜ57KPaになるのか理解出来ません。 またこの数値を気体の状態方程式で求める事が出来るのでしょうか? P=nRT/V 57=nR(20+273)/17.6 代入するなら上記の数値でしょうか? よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- 化学で絶対零度以下の場合について
現在、化学II(高校の課程)を学習している者ですが、「絶対温度T(K)」と言うものを勉強しました。 絶対温度は『T(K)=t(℃)+273)』と言う関係にある様ですがふと疑問に思ったことがあります。 それは絶対温度が「0」となった時の絶対零度の状態までは分かるが、「それ以下の絶対温度(0ケルビン未満)、セルシウス温度(-274℃以下)」の存在はあるのか、と言う事です。高校の範囲の説明では、「気体分子の熱運動が完全停止する為に、温度(セルシウス温度)は-273℃を下回らず、絶対温度は絶対零度(0ケルビン)までしかない」みたいに書いてありました。 それで自分はtをセルシウス温度、Tを絶対温度として、「t≧-273」で「T≧0」であると勝手に考えていたのですが、どうやら絶対零度以下も作れる(?)様で、「断熱消磁」と言う現象を利用して「t<-273」、「T<0」の状況を作り出す(?)様なのですが詳しくはどうなのでしょうか?ただ断熱消磁では極端に「T=-1」とかではなく、かなり極端な低い温度の時の操作らしいです。単に、「t<-273」で「T<0」すなわち「t=-1」と言った極端でない絶対零度以下を作り出す操作も教えて頂きたいです。それとも断熱消磁を利用するのは極端に低い極低温の時が多いだけで別にマイナス何度でも利用できるのでしょうか? 化学には少なからず関心があり、その操作手順や理論的な理由について教えて頂きたいです。また、マイナスの温度の限界云々があるのであれば、プラスの温度にも気体分子の熱運動が完全停止やらで限界云々は存在するのでしょうか?つまり絶対温度に「正の値」で限界はあるのでしょうか?こちらも可能であれば詳しくお教え頂けると幸いで御座います。 大変長い乱文となってしまい専門的、もしくは大学で学ぶ様な内容かも知れませんが、ご回答宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 化学
- 絶対零度って作れるんですか?
絶対零度って、摂氏でいうところの-273.15℃ですが、この温度を実際に作り出して確認したことってあるんでしょうか? それとも、あくまで机上で導き出される数値でしょうか? 絶対零度が-273.15℃なのは間違いないでしょうが、実験装置か何かでこの温度を作ってみたりできるのでしょうか? また、-273.15℃より低い温度というのはこの世に存在しないという見解で正しいでしょうか? この広い大宇宙から粒子にいたるまで、”-274℃”というのは存在しないということでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 気体に関して
なめらかに動くピストン付きのシリンダー内に水を入れ、空気を除いて60℃に保った。そのあと、次のような操作を行うと、器内の圧力は何hPaになるか。ただし、いずれの場合も器内に液体が残っていた。 60℃の蒸気圧は200hPa 60℃に保ったままピストンを引き上げて、器内の気体部分の体積をはじめの2倍にした。 答は「液体が存在する限り、器内の圧力はその温度における蒸気圧より200hPa」 となっていますが、「なめらかに動くピストン」で蒸気圧<大気圧なのだから気体はすべて押しつぶされて存在しないのではないでしょうか? なぜ「気体部分の体積をはじめの2倍にした。」という操作ができるのでしょうか? ここでは大気圧を考えないということですか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 物理 熱と気体
内部が断熱壁で2つに分けられている断熱容器がある。分けられた一方の側の容積はV1でその中に絶対温度T1、圧力p1のヘリウムが満たされている。他方の側は容積はV2でその中に絶対温度T2、圧力p2のアルゴンが満たされている。断熱壁を取り除くと2つの気体は混合し、やがて容器内の混合気体の温度と圧力は一様になった。ここで、ヘリウムとアルゴンはともに単原子分子の理想気体であるとし、気体定数をRとする。 (1)断熱壁を取り除く前の容器内のヘリウムとアルゴンのモル数はそれぞれいくらか。また内部エネルギーはそれぞれいくらか。 (2)混合後の温度と圧力はいくらか。 混合することによって、2つの気体分子の熱運動の平均の速さの比がどのように変化するのか考えてみる。ヘリウムとアルゴンの質量比を1:10とし、T1:T2=1:2であったとする。 (3)気体分子1個の質量をm、気体の絶対温度をTとすると、理想気体の分子の平均の速さは、アボガドロ数Nを用いてどう表されるか。 (4)混合前後のヘリウムとアルゴンの平均の速さの比を求めよ。 全く理解できず苦戦しています。具体的に解答をいただけるとありがたいです。
- 締切済み
- 物理学
- 気体の体積・圧力
炭酸カルシウムと炭酸水素ナトリウムの混合物が27.6gある。 これを完全に塩酸と反応させたところ、27℃1atmで7.38リットルの 二酸化炭素が発生した。 1)1atmのCO2の水への溶解度は水1リットルに対して7℃で8.0×10^-2 mol,27℃で4.5×10^-2molである。真空容器に水1リットルと発生したCO2を入れ7℃に保ったとき容器内の気体の圧力が2.0atmになった。 水上気圧を無視して、気体の体積を求めよ。 2)1)の容器内に水500ml足して27℃にしたとき容器内の気体の圧力を求めよ。 考えたのですが分かりませんでした。 解法も詳しく教えてもらえると助かります。 丸投げになってすいません。
- 締切済み
- 化学
- 高校物理の熱と気体の問題です
内部が断熱壁で2つに分けられている断熱容器がある。分けられた一方の側の容積はV1でその中に絶対温度T1、圧力p1のヘリウムが満たされている。他方の側は容積はV2でその中に絶対温度T2、圧力p2のアルゴンが満たされている。断熱壁を取り除くと2つの気体は混合し、やがて容器内の混合気体の温度と圧力は一様になった。ここで、ヘリウムとアルゴンはともに単原子分子の理想気体であるとし、気体定数をRとする。 (1)断熱壁を取り除く前の容器内のヘリウムとアルゴンのモル数はそれぞれいくらか。また内部エネルギーはそれぞれいくらか。 (2)混合後の温度と圧力はいくらか。 混合することによって、2つの気体分子の熱運動の平均の速さの比がどのように変化するのか考えてみる。ヘリウムとアルゴンの質量比を1:10とし、T1:T2=1:2であったとする。 (3)気体分子1個の質量をm、気体の絶対温度をTとすると、理想気体の分子の平均の速さは、アボガドロ数Nを用いてどう表されるか。 (4)混合前後のヘリウムとアルゴンの平均の速さの比を求めよ。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
yokkun831さん,ご懇意に与っています。 絶対零度は今までセ氏度との差程度 としか考えていなかった為, 先入観でとらえていました。 ご指導頂いた内容から容易に結びつき 解決に至りました。 原理・原則を見過ごさず今後に 活用させて頂きます。 ありがとうございました。