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化学の質問です。 <問題> 一端を閉じた長いガラス管に水を入れて倒立させたと...

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ID非公開さん

2017/7/2718:06:56

化学の質問です。

<問題>
一端を閉じた長いガラス管に水を入れて倒立させたところ、水柱の上部に空間ができた。次の問いに答えよ。ただし、実験を行った25℃での大気圧は760mmHg、水の蒸気圧

は蒸気圧は23.8mmHgであり、水と水銀の密度はそれぞれ1.00g/cm^3、13.6g/cm^3とする。
(1)水の蒸気圧を無視すると、水柱の高さ(mm)はいくらか。有効数字3桁で答えよ。
(2)省略
(3)水の蒸気圧を考慮して求められる水柱の高さと、(1)で計算した水柱の高さ(mm)の差はいくらか。有効数字2桁で答えよ。

という問題なのですが、(1)は1.03×10^4(mm)と出て正解できたのですが、(3)がわからなくて困っています…答えには以下のような式が書かれているのですがわかりません…

h(水柱の高さ)×23.8/760=760×13.6×23.8/760≒3.2×10^2(mm)

ぜひ解説をお願いしたいです。助けてください!お願いします!

この質問は、活躍中のチエリアン・専門家に回答をリクエストしました。

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ベストアンサーに選ばれた回答

nod********さん

2017/7/2719:01:51

考え方
(1)の場合
大気圧:760mmHg
ガラス管の空間:真空
つまり、大気圧で760mmHgの力でガラス管に押し込んでいる状態です。

(3)の考え方
大気圧:760mmHg
ガラス管の空間:23.8mmHg

大気圧で押し込もうとするのを、ガラス管の空間の圧力(水蒸気圧)分、押し返している状態です。
だから、23.8mmHg分低くなります。
つまり、23.8×13.6(mm)だけ水柱の高さは下がります。

解説の意図がわかりませんが、760を掛けて760で割ってるので、高さの差は
760×13.6×23.8/760
=13.6×23.8←
≒3.2×10^2(mm)
です。

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質問した人からのコメント

2017/7/27 21:38:06

ご丁寧に教えていただきありがとうございます。納得しました!

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

him********さん

リクエストマッチ

2017/7/2718:21:32

そりゃああなた、その温度における水蒸気圧に相当する分だけ下がるわけだから、水蒸気圧を水柱の高さで表した時にどれだけになるかを考えれば良いです。
つまり、23.8 mmHgに相当する水蒸気圧があるので、その分だけ水中が短くなる。
だとすれば、23.8mmHg(水銀柱23.8mm)が水柱で何mmになるか計算すればよい。
760mmHgを使った計算ができるんなら、23.8mmHgでもできるはず。

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