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高校熱力学の単位の矛盾についてです。
物質量［mol］＝気体分子の数N/アボガドロ定数N［A］・・(1) で、 物質量［mol］＝気体の質量/気体の分子量・・(2) 物質量１［mol］・気体の分子量＝１モルの気体の質量・・(3) という式が成り立ちますが、単位がアボガドロ定数＝気体の分子量［１/mol］で、気体の質量＝気体分子の数［ｇ］であるから、［１/mol］・［g］=g/mol≠［mol］と(1)の公式と(2)(3)の式が単位的に矛盾しませんか？
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> まとめると以下になりますね。 > 気体分子の数［ー］（単位は１として良い） > モル数［mol］＝物質量［mol］＝ｎモル［mol］ > アボガドロ定数［１/mol］ > 気体の質量［ｇ］＝分子の質量［ｇ］＝１モルの気体の質量［ｇ］＝質量［ｇ］ > 気体の分子量［g/mol］=１モルの分子の質量［g/mol］＝分子量［g/mol］ > 気体≒分子 ところどころ間違っている点があります。 「物質量」はmolを単位として現す場合もありますが、gの様な質量の単位を使う場合もあれば、やmlの様な体積の単位を使う場合もありますので、 物質量［mol］ と決まっている訳ではありません。 又、「１モルの分子の質量」とは「質量」の一種なのですから、その単位はg/molではなく、g等の質量の単位です。 g/molは「１モルの分子の質量」の単位ではなく、「物質の１モルあたりの質量」の単位です。 又、液体の水や固体の氷も水蒸気と同じ分子で出来ている事からも判る通り、液体や固体にも分子で出来ているものがあるのですから、 > 気体≒分子 ではありません。
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- kagakusuki
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回答No.2です。 >後、 > 分子の質量＝分子量 >でいいですか？ いいえ、「分子の質量」とは「1個の分子の質量」の事であり、分子の場合も質量の単位はgやkgなどの普通の物体の質量の単位と同じです。 それに対し、「分子量」とは「同じ分子を1mol(＝アボガドロ数個)集めたもののg数」の事であり、私の回答No.2や他の回答にもあります様に、分子量の単位は[g/mol]です。 因みに分子量はその分子1個を構成している全ての原子の原子量の合計に等しく、厳密に言いますと原子量は「原子核に陽子と中性子がそれぞれ6個ずつ含まれていて、その周りを回る電子の数も6個となっている炭素原子1個の質量の12分の1の質量に対して、原子の質量がその何倍になるのかを表した数値」です。 だから厳密に言えば「1mol当たりの質量」ではなく、「炭素12原子の質量の12分の1」に対する質量比の事なのですから、厳密に言えば[g/mol]ではなく、個数などと同様に単位の無い値なのですが、それでは不便なので原子量や分子量を扱う際には便宜的にuとかg/molなどの単位を付けて扱います。 【参考URL】 原子量 - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E9%87%8F 統一原子質量単位 - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B1%E4%B8%80%E5%8E%9F%E5%AD%90%E8%B3%AA%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D
お礼
ご確認ありがとうございます(^^♪ どこにも載ってない分子量の単位が知れて物凄く助かりました！ まとめると以下になりますね。 気体分子の数［ー］（単位は１として良い） モル数［mol］＝物質量［mol］＝ｎモル［mol］ アボガドロ定数［１/mol］ 気体の質量［ｇ］＝分子の質量［ｇ］＝１モルの気体の質量［ｇ］＝質量［ｇ］ 気体の分子量［g/mol］=１モルの分子の質量［g/mol］＝分子量［g/mol］ 気体≒分子 ※単位が同じでも働きが化学的に違う場合がある。
- phosphole
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いくつか間違ってますので、整理しなおされた方が良いでしょう。 まず、分子量の単位です。1モル分子を集めたときの質量ですから、単位は[g/mol]となります。たとえば、炭素を１モル持ってきたら、質量は１２．０１ｇほどになるはずです。 物質量の計算の次元解析を行うと、質量（ｇ）／分子量（ｇ／mol）＝molとなります（質問者さんの式２）。 式３については、モル数（mol) × 分子量（g／mol) = gとなり、質量の次元です。 何もおかしな点はありませんね？ 式１はどうでしょうか。 アボガドロ数の次元を勘違いされてるようですね。アボガドロ数とは、「１モルの物質と、その中の粒子（原子なり分子なり）の数の比」です。すなわち、モル数という単位を考える限り、次元があります。 ちょっとわかりにくいのは確かですが、１モルあたり6×10^23個の粒子、ということと、上の定義を考えると、 1 mol x 1 avogadro = 6.0 x 10^23 すなわち、[abogadro] = /mol という次元解析になるので、単位としてはmolの逆数です。 気体分子の数（これは次元がありません）／アボガドロ数（／mol) = mol が式（１）です。何も矛盾はありません。
お礼
ありがとうございます(^^♪ 皆さんのおかげ様でまとめる所まで来る事ができました！ まとめると以下になりますね。 気体分子の数［ー］（単位は１として良い） モル数［mol］＝物質量［mol］＝ｎモル［mol］ アボガドロ定数［１/mol］ 気体の質量［ｇ］＝分子の質量［ｇ］＝１モルの気体の質量［ｇ］＝質量［ｇ］ 気体の分子量［g/mol］=１モルの分子の質量［g/mol］＝分子量［g/mol］ 気体≒分子 ※単位が同じでも働きが化学的に違う場合がある。
- okormazd
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物質量［mol］＝気体分子の数N/アボガドロ定数N［A］・・(1) 物質量［mol］＝気体の質量/気体の分子量・・(2) 物質量１［mol］・気体の分子量＝１モルの気体の質量・・(3) (1)は、数の単位に[個]を使っても使わなくても同じです。ふつうは使いませんアボガドロ定数の単位は[1/mol]です。したがって、 [mol]=1/(1/mol) で合っています。ただし、気体に限ったことではありません。 (2)は、間違いです。分子量は、比較の値なので、単位はありません。正しくは、 物質量［mol］＝物質の質量/物質のモル質量 です。 モル質量の単位は[g/mol]で、これは分子量に[g/mol]の単位を付けたものです。数値的には分子量と等しいので、質問者のよう混同されることが多いのです。だから、 [mol]=[g]/[g/mol]になります。 (3)は、(2)で示したように間違いです。分子量・原子量には単位がありません。 物質量1[mol]・モル質量[g/mol]=物質1[mol]の質量[g] です。 なお、原子量は、炭素12の原子の質量を12として、原子の質量を比較した値です。また、分子量は分子を構成している原子の原子量の和です。kg/kgになるので単位はないのです。
お礼
ありがとうございます(^^♪ なるほどです。 すみません。 後、 分子の質量＝分子量 でいいですか？
- kagakusuki
- ベストアンサー率51% (2610/5101)
質問者様は公式を間違えて覚えています。 物質量［mol］＝気体分子の数N/アボガドロ定数N［A］・・(1) 物質量［mol］＝気体の質量/気体の分子量・・(2) 物質量１［mol］・気体の分子量＝１モルの気体の質量・・(3) ではなく モル数［mol］＝気体分子の数N[-]/アボガドロ定数NA［mol^-1］・・(1) モル数［mol］＝気体の質量[g]/気体の分子量[g/mol]・・(2) 1［mol］・気体の分子量[g/mol]＝１モルの気体の質量[g]・・(3) なのですから、単位の矛盾はありません。
お礼
ありがとうございます(^^♪単位がおかげ様で分かり、助かりました！ 気体分子の数の［個］は等式の両辺にて単位がもれなく常に成り立つより単位が数１という事ですね(*_*)
補足
すみません。 後、 分子の質量＝分子量 でいいですか？
「気体分子の数」の単位は [g] ではありません。[個] です。
お礼
ありがとうございます(^^♪ そんな単位あったんですね(・o・) 気体分子の数の［個］は等式の両辺にて単位がもれなく常に成り立つより単位が数１という事ですね(*_*)
補足
すみません。 後、 分子の質量＝分子量 でいいですか＞＜？
お礼
ありがとうございます(^^♪ ナルホドです。 今はそんな感じで理解しておきます＞＜