ピストン付きの密閉容器に窒素と少量の水を入れ, 27℃で十分な時間静置したところ, 圧力が 4.50×10^ Pa で一定になった。 密閉容器の容積が半分になるまで圧縮して 27℃ で十分な時間静置すると、容器内の圧力は何 Pa になるか。 最も適当な数値を,次の① ~⑦のうちから一つ選べ。 ただし, 密閉容器内に液体の水は常に存在し, その体積は無 視できるものとする。 また, 窒素は水に溶解しないものとし, 27℃の水の蒸気圧は3.60 ~ × 103 Pa とする。 ① 2.25× 104 ② 2.43 × 104 ③ 4.14 × 104 ④ 5.40 × 104 ⑤ 8.28 × 104 ⑥ 8.64 × 104 ⑦ 900 × 104 ]Pa

解答 ⑥ 解説(水蒸気の分圧について) 密閉容器内には常に液体の水が存在していたことから, 混合気体の圧縮の前後におけ る水蒸気の分圧は, 27℃の水の蒸気圧 (3.60 × 103 Pa) を示していて変化はない。 (窒素の分圧について) 圧縮前の窒素の分圧は, 4.50 × 10 Pa - 3.60 × 103 Pa = 4.14×104 Pa ボイルの法則より, 容積を半分に圧縮した後の窒素の分圧は, 圧縮前の2倍になる。 4.14 × 10 Pax2=8.28×104 Pa よって, 圧縮後の容器内の圧力は、窒素の分圧と水蒸気の分圧の和である。 8.28 × 10 Pa +3.60 × 10°Pa = 8.64 x 104 Pa よって,最も適当な数値は,⑥。