27℃、1.0×10⁵Paで体積10Lの一定量の気体がある。この気体を127℃、2.0×10⁵Paにしたとき、体積はおよそ何Lになるか。ただし、気体は理想気体として扱うものとする。
- 13.8L
- 26.7L
- 35.0L
- 413.3L
- 526.7L
正解と解説を見る
正解:2
ボイル・シャルルの法則により、一定量の気体では「圧力×体積÷絶対温度」が一定です。絶対温度は27℃が300K、127℃が400Kなので、V=10L×(1.0×10⁵/2.0×10⁵)×(400/300)≒6.7Lとなります。13.3Lは圧力の変化を無視した値、5.0Lは温度の変化を無視した値、3.8Lは温度の比を逆にした値、26.7Lは圧力の比を逆にした値です。体積は圧力に反比例し、絶対温度に比例すること、温度はセルシウス温度ではなく絶対温度(℃+273)で計算することを覚えておきましょう。
根拠:ボイル・シャルルの法則(PV/T=一定)