危険物取扱者 乙種第4類 基礎的な物理学及び基礎的な化学 練習問題 第94問: 温度を一定に保ったまま、体積2.0 Lの容器Aに3.0×10⁵ Paの窒素を、体積3.0 Lの容器Bに1.0×10⁵ Paの酸素を入れ、両容器をつなぐコックを開
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温度を一定に保ったまま、体積2.0 Lの容器Aに3.0×10⁵ Paの窒素を、体積3.0 Lの容器Bに1.0×10⁵ Paの酸素を入れ、両容器をつなぐコックを開いて2つの気体を混合した。混合後の全圧として、正しいものはどれか。ただし、気体は理想気体とし、連結部の体積は無視でき、窒素と酸素は反応しないものとする。
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正解: 1. 1.8×10⁵ Pa
温度が一定なので、それぞれの気体についてボイルの法則(PV=一定)が成り立ち、コックを開くとどちらの気体も2.0+3.0=5.0 Lの全体に広がります。窒素の分圧は3.0×10⁵×2.0÷5.0=1.2×10⁵ Pa、酸素の分圧は1.0×10⁵×3.0÷5.0=0.6×10⁵ Paです。混合気体の全圧は各成分の分圧の和に等しい(ドルトンの分圧の法則)ので、全圧は1.2×10⁵+0.6×10⁵=1.8×10⁵ Paとなります(選択肢1が正しい)。
関連キーワード: ドルトンの分圧の法則・分圧・全圧・ボイルの法則・計算問題
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