物質の状態と気体の問題

内容積 $3.0\text{L}$ の容器を真空にし、エタノール ${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}$（液体）$2.0\text{g}$ を入れて密閉し、温度を $40^{\circ }\text{C}$ に保った。十分に時間がたったあと、容器内に液体として残っているエタノールの質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、$40^{\circ }\text{C}$ におけるエタノールの飽和蒸気圧は $1.8\times 10^4\text{Pa}$、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{C}=12$、$\text{O}=16$、気体定数は $R=8.3\times 10^3\text{Pa}\cdot \text{L}/(\text{K}\cdot \text{mol})$ とし、$40^{\circ }\text{C}$ は $313\text{K}$ とする。エタノールの蒸気は理想気体とみなし、液体のエタノールの体積は無視する。

内容積 $10.0\mathrm{L}$ の密閉容器の内部を真空にし、水 $0.025\mathrm{mol}$ を入れて温度を $57^{\circ }\mathrm{C}$ に保ったところ、水はすべて蒸発した。その後、容器を冷却して温度を $27^{\circ }\mathrm{C}$ に保ち、十分に時間をおいた。

このとき、容器内で凝縮して液体になっている水の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水の飽和蒸気圧は $57^{\circ }\mathrm{C}$ で $1.7\times 10^4\mathrm{Pa}$、$27^{\circ }\mathrm{C}$ で $3.6\times 10^3\mathrm{Pa}$ とし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$, $\mathrm{O}=16$、気体定数は $R=8.3\times 10^3\mathrm{Pa}\cdot L/(\mathrm{K}\cdot \mathrm{mol})$、$0^{\circ }\mathrm{C}$ は $273\mathrm{K}$ とする。水蒸気は理想気体とみなし、液体の水の体積は無視できるものとする。

容積 $8.3\text{L}$ の密閉容器を真空にし、窒素 $0.010\text{mol}$ と水 $0.36\text{g}$ を入れて、温度を $27^{\circ }\text{C}$ に保った。十分に時間がたったあとの容器内の全圧は何 Pa か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、$27^{\circ }\text{C}$ における水の飽和蒸気圧は $3.6\times 10^3\text{Pa}$、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{O}=16$、気体定数は $R=8.3\times 10^3\text{Pa}\cdot \text{L}/(\text{K}\cdot \text{mol})$ とし、絶対温度は $T[\text{K}]=t{[}^{\circ }\text{C}]+273$ とする。気体はすべて理想気体とみなし、液体の水の体積と、窒素の水への溶解は無視できるものとする。

容積 $8.3\mathrm{L}$ の真空の密閉容器に水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ を $0.10\mathrm{mol}$ 入れ、温度を $27{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保った。$27{}^{\circ }\mathrm{C}$ における水の飽和蒸気圧を $3.6\times 10^3\mathrm{Pa}$、気体定数を $R=8.3\times 10^3\mathrm{Pa}\cdot L/(\mathrm{K}\cdot \mathrm{mol})$ とする。容器内で液体として存在する水の物質量は何 $\mathrm{mol}$ か。水蒸気は理想気体とみなし、液体の水の体積は無視できるものとして、有効数字 2 桁で求めよ。

なめらかに動くピストンの付いたシリンダーに、窒素 $0.090\mathrm{mol}$ と水 $0.010\mathrm{mol}$ を入れた。シリンダー内の圧力（全圧）が常に $1.0\times 10^5\mathrm{Pa}$ に保たれるようにピストンを動かしながら、温度を $27^{\circ }\mathrm{C}$ に保ち、十分に時間がたって状態が変化しなくなるまで待った。

このとき、シリンダー内に液体として存在する水の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、$27^{\circ }\mathrm{C}$ における水の飽和蒸気圧は $3.6\times 10^3\mathrm{Pa}$、原子量は $\mathrm{H}=1.0$, $\mathrm{O}=16$ とする。気体は理想気体とみなし、液体の水の体積と、窒素の水への溶解は無視する。