準50.〈シャルルの法則> 図のように,両端にそれぞれコックaとbがつい た断面積20cmのビストンを備えた円筒容器があ る。コックaおよびbを開いた状態で, A, B両室 の空気は 27°C, 1.0×10°Paである。いま, (1), (2)の ように操作するとき, ピストンはそれぞれ何 cm 移 ピストン コック コック b B室 a A室 -50cm- -50cm- 26 国物質の三態 気体の法則 動するか。ただし, ビストンは抵抗なく移動し, ビストンおよび円筒容器は他室へは熱 を伝えないものとする。 気体定数 R=8.3×10°Pa·L/(mol·K) (1) 27°C で,コックaを閉じ。コック6を開いた状態からA室のみを57°C にする。 (2) 27°C で,コックaおよびbを閉じた状態から,A室のみを57°C にする。 (神戸学院大)

50 (1) 5.0cm (2) 2.4cm 解説(1) コックbが開いているので, B室は常に1.0×10°Paである。 よって, A室の圧力もやがて1.0×10°Paになる。A室の体積が V [cm°] になるとして, A室のピストンの移動前と移動後について, ボイル·シャルルの法則を適用して, 1.0×10°×20×50 ※6 1.0×10×V 57+273 V=1100(cm°) 27+273 1100 -55(cm) 20 ゆえに 5.0cm 右方へ動く。

Px(50+ス)x20 Po[50-ス)20 293+57 273+27