気体の移動に関して

質問

水素やヘリウムは、空気より軽いので、密室に入れた場合、天井付近に溜まると思われるのですが、もし、真空状態の密室に入れた場合は、どうなるのでしょうか？

回答No.5

tetsumyi

根拠は分子原子の１モルは分子原子数は１０の２３乗個レベルですから１００万個は常識的には非常に大きい数値ですが分子レベルではものすごく多い数となります。
それで例えばとして挙げただけです。
これらは高校の化学で勉強したはず、または勉強します。
色んな現象を科学的に考えるために非常に重要な基礎的知識となりますからテストの問題でとしてではなくしっかり理解することで役に立てることができるようになってください。
多くの人はこのような基本を理解していないためにとんでもないことを仕出かして事故になったりします。

お礼

御回答頂き、有難う御座います。ご迷惑お掛けしますが、また、補足が御座いますので、再度、御回答頂けると、有り難いです。

補足

＞１００万個は常識的には非常に大きい数値ですが分子レベルではものすごく多い数となります。
→大気圧の10万分の1や、1万分の1では、分子同士の衝突は、少なくならないのでしょうか？即ち、分子同士の衝突が少なくなる下限は、一体、どこからなのでしょうか？

＞これらは高校の化学で勉強したはず、または勉強します。
→アボガドロ定数6.02×10^23　の事ですね？

回答No.4

tetsumyi

平均６７９ｋｍも分子同士が衝突することなく飛び回っているというのは宇宙空間のような殆んど空気がない状態で言えることです。
密室に地上と同じくらいの密度で水素やヘリウムを入れた場合は前の回答のような状態となります。
しかし、大気圧の１００万分の１以下の水素やヘリウム量を入れた場合は分子同士の衝突がかなり少なくなるかの知れませんが密室の壁にもぶつかりながら広がって結果的には同様に密室全体に広がります。

お礼

御回答頂き、有難う御座います。度々申し訳ありませんが、また、補足が御座いますので、再度、御回答頂けると、有り難いです。

補足

＞しかし、大気圧の１００万分の１以下の水素やヘリウム量を入れた場合は分子同士の衝突がかなり少なくなるかの知れませんが
→大気圧の100万分の1以下だと、少なくなると思われる根拠は何でしょうか？どこから、この"100万分の1"という数字だ出て来たのでしょうか？

回答No.3

tetsumyi

大気圧程度での空気分子は分子密度が高く分子同士がすぐにぶつかります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B9%B3%E5%9D%87%E8%87%AA%E7%94%B1%E8%A1%8C%E7%A8%8B

お礼

御回答頂き、有難う御座います。また、補足が御座いますので、再度、御回答頂けると、有り難いです。

補足

・(添付されたURLの表には、低真空～超極高真空迄御座いますが、)"真空"とは、「空気などの物質がそこに全く無い状態。」の事では、無いのでしょうか？

・以下のサイトの、「気体と真空」の箇所には、「２５℃の空気の場合、平均６７９ｋｍも分子同士が衝突することなく飛び回っているのです。」と記載されていますが、一体、どちらが正解なのでしょうか？

https://klchem.co.jp/vacuum/what_vac.php

回答No.2

tetsumyi

常温では水素分子やヘリウムは、
速い速度でぶつかりながら飛び回っていますから密室全体に広がる。

お礼

御回答頂き、有難う御座います。補足が御座いますので、そちらの方にも、御回答頂けると、有り難いです。

補足

＞速い速度でぶつかりながら飛び回っていますから
→何にぶつかっているのでしょうか？

回答No.1

chachaboxx

重力の影響を無視すれば均一に分散します。

お礼

御回答頂き、有難う御座います。

補足

やはり、そうでしたか!!