問題
0℃(273K)で1.0Lの気体を、圧力一定で273℃(546K)まで加熱したときの体積として、最も適切なものはどれか。
選択肢
- 10.5L
- 21.0L
- 31.5L
- 42.0L
正解
4. 2.0L
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解説
圧力一定なのでシャルルの法則V1/T1=V2/T2を適用する。温度は必ず絶対温度(K)に直して計算する。T1=0℃=273K、V1=1.0L、T2=273℃=546Kなので、1.0/273=V2/546より V2=546÷273=2.0Lとなる。絶対温度が273Kから546Kへちょうど2倍になったので体積も2倍と考えてもよい。誤答肢の0.5Lは反比例と誤解した値、1.0Lは変化しないとした誤り、1.5Lは摂氏のまま比を取るなどの誤計算である。乙4では「摂氏を絶対温度に換算してから比を取る」ことが最大のポイントで、273℃と273Kを混同させる出題が定番である。タンクを満杯にせず空間容積を残す実務上の理由もこの熱膨張で説明される。
一問一答
全範囲を体系的に演習