| ４.実在の気体と理想気体 |
- 実在するいろいろな気体では、標準状態における１molの体積は、必ずしも22.4リットルにならない。したがって、気体の状態方程式も厳密には当てはまらない。
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- ▼ 実在の気体と理想気体
右の図は、実在の気体１molについて、一定温度のもとで圧力を変えながら体積を測定し、ＰＶ／ＲＴの値を縦軸に表したグラフである。
気体の状態方程式から、ＰＶ／ＲＴの値を求めると１になるはずであるが、実際は圧力を高くするにつれて１からずれていく。 |
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これは、実在の気体には、わずかではあるが、分子に大きさ(体積)があり、また、分子間力が作用するためである。
さこで、分子に大きさも分子間力もない気体を仮想して、これを理想気体という。 |
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- ▼ 温度・圧力の変化とズレの生じ方
| 実在気体の場合、温度・圧力の条件により理想気体とどのようにズレが生じるか整理しておこう。 |
| 高圧にする |
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低温にする |
| ↓ |
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↓ |
| 大きさが無視できなくなる |
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分子間力が無視できなくなる |
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| ↓ |
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↓ |
ズレは大きく
なる |
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ズレは大きく
なる |
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| ※実在の気体でも、低圧・高温であれば、理想気体に近い性質を示し、気体の状態方程式が適用できる。 |
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- ▼ 分子の大きさや分子量の影響とズレの違い
分子自体の大きさの影響は、体積Ｖを大きくするように働く。また、分子間力の影響は体積Ｖを小さくするように働く。
したがって、同温・同圧なら大きい分子ほど、ＰＶ／ＲＴの値は１より大きくなる。分子間力は分子量が大きいほど大きくなるので、分子量が大きい気体ほど、ＰＶ／ＲＴの値は１より小さくなる。
最も理想気体に近いのは、分子量が小さく、また、分子自体の大きさも小さい気体となる。 |
| 上のグラフでも、分子量の最も大きいＣＯ2（分子量：44）がＰＶ／ＲＴの値は最も小さい。 |
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