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、袋の中の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 とする。また、エタノールが液体から気体に状態変化しても、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、はじめの液体のエタノールの体積の何倍ですか。
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)
- 気体の質量と体積(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(7 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ので、まず液体のエタノールの質量を求めましょう。
ヒント 2
体積 質量 密度 で気体の体積を求めます。気体の密度の単位が であることに注意し、 を使って単位をそろえましょう。
ヒント 3
エタノールの質量は 、気体の体積は です。これを に直して、 と比べましょう。
答えと解説
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解説を読む
状態変化では、物質をつくる粒子の数は変わらないので質量は変わらない。液体から気体になると粒子どうしの間隔が大きく広がるので、体積は非常に大きくなる。
エタノールの質量を求める
質量 密度 体積 より
気体のエタノールの体積を求める
気体になっても質量は のままなので、体積 質量 密度 より
である。
何倍か
答え: 倍
別解
エタノールの質量は 。気体の密度は なので、気体の体積は ()。はじめの液体の体積は なので、倍率は 倍。検算: 密度の比で考えると、気体の密度は 、 で一致する。