理想気体に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

①　一般ガス定数は、気体の種類によらず一定である。

 

②　比熱比は、定圧比熱を定容比熱で割った値である。

 

③　３原子分子の比熱比は、２原子分子の比熱比よりも大きい。

 

④　温度一定の状態では、圧力と容積の積が一定である。

 

⑤　標準状態における理想気体の容積は、気体のモル定数が同じであれば等しい。

 

 

解答

③

 

 

解説

①一般ガス定数をR₀、ガス定数をR、ある気体の分子量をMとすると

M×R=R₀=一定=8.31[J/(K・mol)]

となります。

 

②比熱比κ=c_p/c_v　

c_p：定圧比熱

c_v：定容比熱

 

なお、κはカッパーと読みます。

 

③単原子分子、２原子分子、３原子分子それぞれの比熱比はおよそ次の値となります。

単原子分子の比熱比　κ≅5/3=25/15

　２原子分子の比熱比　κ≅7/5=21/15

３原子分子の比熱比　κ≅4/3=20/15

 

④ボイルシャルルの法則より、pV=RT

Rは気体による一定の値をとるので温度Tが一定の場合、pvV=一定

 

⑤pV=RT=nR₀T

n：モル数

 

標準状態

　T=0℃=273K　、　p=1.013×10⁵Pa

モル（mol）は物質量の単位で、1mol=6.02×10²³個となります。

テニスボールが12個あれば1ダースですし、6.02×10²³個あれば1モルになります。

 

標準状態における気体1mol当たりの体積Vは次の通りです。

 

（1.013×10⁵）V=1×8.31×273

V=0.0224㎥　=22.4L

標準状態における1モル当たりの気体の体積は22.4Lで変わりありません。よってモル数が同じであれば体積は同じになります。　

 

①～⑤のうち、①、②、④、⑤は熱力学を解く上で基本的な内容になります。　　//

 

 

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