なぜ標準状態で22.4Lには必ず気体は1 molなのでしょうか？ 例えば、適当に22.4Lの容器から

なぜ標準状態で22.4Lには必ず気体は1 molなのでしょうか？
例えば、適当に22.4Lの容器から酸素を抽出した場合、ジャスト1 molが得られるのでしょうか？
どんな気体も22.4Lに1 molしかない理由がわかりません。

No.5 ベストアンサー 回答者： nouble1 回答日時： 2019/02/26 03:02

温度=粒子運動エネルギー量平均

で、
粒子硬度が　同じと、
想定されているから、

重い　粒子は、
速度か　遅くなり、

結果、
1粒子あたり　同温度での、
運動エネルギー量が、

其の粒子質量に　関わらず、
同じ、


故に、
粒子群が　衝突により、
単位面積に　与える、
総衝撃平均が　同じ、

と、
想定されるのでしょうね。


そして　其の、
単位面積に　与える、
総衝撃平均が、
地球　地表面では、
1気圧　なのでしょう。

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2019/02/26 08:04

2つ学ばないと納得出来ないでしょう。

一つは温度と分子のエネルギーの関係を示す
①ボルツマン分布、或いはエネルギー等分配の法則

もう一つは気体の微視的な動きからマクロの圧力や体積とかを導く
②気体分子運動論

①は微積分の塊のような理論なので、微積の素養の無い人は門前払いでしょう。

何れにしても、結論は恐ろしくシンプルですが、下地の理論は
それなりに複雑です。
教科書買って、じっくり取り組むしか有りません。

No.4 回答者： doc_somday 回答日時： 2019/02/26 02:56

酸素を抽出した場合、ジャスト1 molが得られる＞これは間違いです。

理由：理想気体で説明すると分かり易いですが、容器に比べるとどの分子の大きさも非常に小さいため、起ることは三つしか無く。1. すれ違う、2. 完全弾性反射する、 3.2.と同じですが温度が容器と気体と同じなら壁でも完全弾性反射します。
分子の体積が無視出来ず、分子間で相互作用が起きる方がもっともらしいので、それを最も簡単にしたものが、van der Waalsの気体方程式で、凝縮部分が現われます。↓
https://physnotes.jp/td/vdw_gas/

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2019/02/26 02:20

それを発見した結果で定義された結果です。

例えば、
特殊相対論では、すべての慣性系に於いて光速は一定(真空中に於いて)、
と定義されてはいますが、
その光速が(約)30万km/sであることの理由は説明できていません。
そして、この説明されていない光速が、今は長さ[m]の定義に利用されています。
説明できない定義も存在するという事です。

No.2 回答者： mabuterol 回答日時： 2019/02/26 02:17

状態方程式 PV = n RT って勉強したでしょ？

標準状態では P と V が決まり、1 mol だから n が決まり、そして R が定数なので、V が計算できるよね。
それを計算したら 22.4 liter になる。

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/questio …

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2019/02/26 02:16

1気圧という圧力の中では、どんな気体でも同じ密度ですから。

1molを0℃1気圧で気体にすると22.4リットルになるってだけです。

ですので、空気22.4リットルから酸素を取り出しても1molにはなりません。
（22.4リットル中の空気に酸素は4.68リットルしかないよね）
液体酸素1molを0℃1気圧で気体にすると22.4リットルになるんです。
液体窒素も同様。

液体や固体は分子間の距離が分子の重さで決まってしまいます。
しかし気体ではこの分子間の縛りが解けるんですね。
でもって温度と圧力（気圧）が唯一の縛りになるんです。
（本当はもっと面倒な説明になるんですけど、概要的にはこれで良いはず）