No.2ベストアンサー
- 回答日時:
No.1です。
一応画像が読めました。
>なぜ分圧=全圧×モル分率より算出される今回でいう5.0×10^4において右のグラフから64℃というふうに問一の答えを出すのはなぜダメなのでしょうか?
温度が下がることにより、エタノールの分圧が 5.0 * 10^4 Pa よりも下がるからです。
(1) では、当初の 127℃(=400 K)が 47℃(=320 K)に下がることにより、ピストン内部の圧力は最終的に 0.8 * 10^5 Pa に下がります。従って、エタノールの分圧は、この 1/2 なので 0.4 * 10^5 Pa に変化します。
(わかりますか? 気体の状態方程式 PV=nRT で、V=一定で
1.0 * 10^5 * V = nR * 400
が
P1 * V = nR * 320
になるので、
P1 = 0.8 * 10^5
です。)
47℃では、飽和蒸気圧が 0.2 * 10^5 Pa なので、これよりも早い段階で「凝縮」が始まります。
このポイントを割り出すには、「127℃、0.5 * 10^5 Pa」の点と「47℃、0.4 * 10^5 Pa」の点を結ぶ直線を書きましょう。この直線とグラフの飽和曲線の交点が、この「凝縮の開始点」になります。
グラフから読み取ると、約 61℃かな。
(2) この場合に(1)と違うので、ピストンを固定していないので「圧力一定」で「体積が可変」になることです。
この場合には「圧力一定」なので、エタノールは「127℃、0.5 * 10^5 Pa」→「47℃、0.5 * 10^5 Pa」で変化するわけです。今回は、単純に「0.5 * 10^5 Pa」一定の直線を引いて、グラフとの交点で「凝縮」が始まります。
グラフから読み取ると、約 64℃です。
ということで、t1<t2 です。
その他の設問は質問されていないのでスルーします。
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