基礎的な物理学および化学応用

密閉された金属容器の底部に可燃性液体が500mL入っており、時間経過とともに液体の蒸発が進行している。この過程で容器内の圧力と液面上の蒸気濃度の変化として正しいものはどれか。

A.圧力は上昇し、蒸気濃度は低下する
✗ 蒸発により容器内に蒸気が増加するため、蒸気濃度は上昇するはずである。圧力上昇は正しいが、蒸気濃度低下は誤り。
B.圧力は上昇し、蒸気濃度は上昇する← 正解
✓ 正解です。蒸発により液体から気体に変わるため、容器内の気体分子が増加し圧力が上昇する。同時に蒸気濃度(蒸気の割合)も上昇する。
C.圧力は低下し、蒸気濃度は上昇する
✗ 蒸発により容器内の気体分子が増加するため、圧力は上昇する。圧力低下は誤りである。
D.圧力は低下し、蒸気濃度は低下する
✗ 蒸発が進行しているため、蒸気濃度が低下することはない。むしろ上昇する。

この問題のポイント

蒸発により液体から気体に変わるため、容器内の気体分子が増加し圧力が上昇する。同時に蒸気濃度(蒸気の割合)も上昇する。

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