身のまわりの物質の問題
液体のエタノール をポリエチレンの袋に入れ、空気をぬいて口を閉じた。この袋に熱い湯をかけたところ、エタノールはすべて気体になり、袋が大きくふくらんだ。
液体のエタノールの密度を 、このときの気体のエタノールの密度を とし、エタノールが状態変化しても質量は変わらないものとする。気体になったエタノールの体積は何 ですか。
この問題で使うもの
- 状態変化と質量・体積(説明と入口の問題)
- 密度の計算(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
状態変化しても質量は変わらない。まず液体のエタノールの質量を求めよう。
ヒント 2
質量 密度 体積、体積 質量 密度 を使おう。
ヒント 3
エタノールの質量は である。これを気体の密度で割ろう。
答えと解説
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解説を読む
質量 密度 体積 なので、液体のエタノールの質量は
である。
状態変化では、物質をつくる粒子の数は変わらず、粒子の運動のようすや粒子どうしの間隔が変わるだけなので、質量は変わらない。したがって、気体になったエタノールの質量も である。
体積 質量 密度 なので、気体のエタノールの体積は
である。
液体が気体になると粒子の間隔が大きく広がるため、体積はもとの液体の 倍にもなる。
別解
エタノールの質量は 。質量は変わらないので、気体の体積は 。検算: で一致する。