No.3ベストアンサー
- 回答日時:
1、 問題の解き方
物質量nは1モルとすると
PV=b_① はボイルの法則です。
V/T=d_② はシャルルの法則です。この二つからボイル・シャルルの法則
PV/Tn=一定値=k_③
を導出できます。しかし、一定値=kをRにして、PV/Tn=R_④ とするには
アヴォガドロの法則が必要です。
2、アヴォガドロの法則を使う
標準状態の圧力をP0=一気圧= 101.325パスカル_⑤
標準状態の温度をT0=0℃=273.15ケルビン_⑥
とする。このとき、
アヴォガドロの法則では、n=1モル_⑦ の気体の体積は
V0=22.4リットル_⑧ になる。
式③に⑤⑥⑦⑧を入れると、kが計算できる。
P0V0/(T0×1)=一定値=k=101.325Pa×22.4L/273.15K
=8.31J K−¹ mol−¹=R _⑨
圧力P0、温度T0は変えないで、物質量をnモルにすると、体積V0はn倍になる。
この体積をV1=nV0_⑩とする。⑨の両辺をn倍すると⑪になる。
P0nV0/T0=nR_⑪
⑪に⑩を入れると⑫となる。
P0V1/T0=nR_⑫
3.ボイルの法則を使う
式⑫の状態から、温度T0と物質量nは変えないで、圧力をP0からPに変えた時、体積VはV0からV2に変わったとする。ここでPは任意の圧力、V2は未知数である。すると、ボイルの法則①により
P0V1=b=PV2_⑬が成立する。未知数V2はこの式から求められるので、もはや既知数である。式⑫P0V1/T0=nRのP0V1に⑬を代入すると⑭となる。
PV2/T0=nR_⑭
4.シャルルの法則を使う
式⑭の状態から、圧力Pと物質量nは変えないで、温度をT0からTに変えた時、体積はV2からVに変わったとする。ここでTは任意の温度、Vは未知数である。
すると、シャルルの法則V/T=d_②により
V2/T0=d=V/T_⑮が成立する。未知数Vはこの式から求められるので、もはや既知数である。式⑭のV2/T0に⑮を代入すると⑯となる。
PV/T=nR_⑯
任意の圧力P、任意の温度Tに対して式⑯が成立する。
No.2
- 回答日時:
nは何に比例するのか、複比例で考えてみる。
それでn=KPV/T
までは行けるよ。
その先は統計力学をまなばないと駄目。
数式が3つ有ると追えなくなる貴方の力量では10年単位の勉強が
必要だとマジに思います。諦めて下さい。
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