二酸化炭素が入った容積250c㎥のボンベがある。
気体が満タンの時1.04kgで、空のときは0.74kgです。20℃におけるボンベ内の気体の圧力はどれほどなのですか?

A 回答 (2件)

状況がよく分かりません。



体積が250cm^3
質量が300gですから密度が1.2g/cm^3です。
この密度は液体と固体の間の値です。
http://www.showa-tansan.co.jp/html/dryice/co2.htm

20℃は臨界温度31℃より低いですから二酸化炭素を圧縮していくと液体の二酸化炭素に変わって行きます。液体の二酸化炭素が現れるのに必要な圧力は約57atmです。全部液体に変えたとしても20℃では密度が0.5g/cm程度だろうと思います。
液体の二酸化炭素を圧縮して液体と固体の共存状態に持っていくとします。20℃は三重点の温度-56℃より高いですからよほど高い圧力にしない限り固体の相は現れてくれません。
これが-60℃であれば固体と気体の共存を考えればいいのですから密度が1.2g/cm^3の状態を作るのは難しくありません。
参考URLの図から共存状態での平衡蒸気圧は4atmです。
気体の部分の密度が約0.01g/cm^3ですから固体の1.56g/cm^3に対して無視してもいいくらいです。250cm^3のボンベの中に192cm^3ほどの固体が存在すればいい事になります。これは300gの固体があるとしたのとほとんど変わりません。

初めの場面に戻るとします。
-60℃で体積が250cm^3のボンベの中に300gの固体の二酸化炭素があるとします。このボンベの温度を20℃に持っていくと圧力はいくらになるかという問題になります。
20℃の固体・液体の平衡圧力が分かればいい事になります。参考URLには載っていませんので別の試料を探してみてください。
31℃での液体の密度が0.45g/cm^3ですから20℃では少し大きいでしょう。この温度での液体の密度を0.5g/cm^3として計算すると固体の二酸化炭素の体積が165cm^3、残りが液体の二酸化炭素です。

空の時の質量が740gもあるというのはかなり丈夫なボンベです。
でもこの圧力に耐えることが出来るのかどうかはよく分かりません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
自分も全くよくわからないのです・・・(T_T)
ごめんなさい・・・

お礼日時:2009/05/28 17:20

文字化けしていて容積の後がよく分かりません。


また、求める圧力は満タンの状態でしょうか?

この回答への補足

大変失礼しました。
詫びながら訂正させていただきますm(__)m
それと、気体の圧力は満タンの状態です


二酸化炭素が入った容積250cm^3のボンベがある。
気体が満タンの時1.04kgで、空のときは0.74kgです。20℃におけるボンベ内の気体の圧力はどれほどなのですか?

補足日時:2009/05/13 01:14
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