物理【熱】第3講『理想気体の状態方程式』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。
理想気体の状態方程式ボイル・シャルルの法則は便利なのですが，気体の出入りがあると使えなくなってしまいます。今回はそんな状況でも役に立つ，より一般的な法則を紹介します！...
問題
[Level.1]
圧力1.66×105Pa，温度27℃，物質量0.40molの理想気体が占める体積は何m3か。 ただし，気体定数を8.3J/(mol・K)とする。
[Level.2]
標準状態で体積0.70m3を占める理想気体がある。 この気体を構成する分子の数を求めよ。 ただし，ボルツマン定数を1.4×10-23J/Kとする。
[Level.3]
同じ容積V[m3]をもつ容器A,Bを，下図のように体積の無視できる細い管でつなぎ，温度T[K]，物質量n[mol]の理想気体を入れる。 次に，Aの気体の温度を保ったままBの温度を2T[K]に上げた。 気体定数をR[J/(mol・K)]として，Bの温度を上げる前後でのB内の気体の圧力をそれぞれ求めよ。
この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。
答え
[Level.1]
6.0×10-3m3
[Level.2]
1.8×1025個
[Level.3]
前：\(\frac{nRT}{2V}\)
後：\(\frac{2nRT}{3V}\)
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