解答
コックを開けると容器の体積はになる。酸素のモル質量はなので,容器B中に入っていた酸素の物質量は,
である。反応の前後で容器Aと容器Bに存在する各物質の物質量は,以下の通りである。
また,反応後の容器内に存在するがすべて水蒸気になったとすると,その圧力は,
であるが,これはでの水の飽和蒸気圧の値()を上まわっている。したがって,この反応の後の容器Aと容器B内には,液体の水と水蒸気とが混在していることになり,水蒸気の圧力は飽和蒸気圧のである。
水蒸気以外に存在する気体は酸素で,その物質量はであるから,による圧力は,
となる。よって,求める容器内の全圧力は,
である。
容器内の液体がすべて気体になったと仮定して求めた圧力と,その温度における飽和蒸気圧の関係から,容器内の状態は次のように判断できる。
すべて気体として存在 (求めた圧力がその気体の圧力) |
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気体と液体が共存 (飽和蒸気圧がその気体の圧力) |