危険物取扱者試験 乙4の過去問 | 予想問題
乙4
問124

混合気体の全圧はその成分気体の分圧の和と等しくなります。これをドルトンの法則といいます。

ドルトンの法則より、混合気体の全圧は　成分気体の分圧の和になります。
分圧とは、ある１つの気体が混合気体と同じ体積だった場合、圧力はどれくらいになるか
というものです。

本問題では、
５０リットルの容器に混合気体を入れることになりますが、

水素だけを５０リットルの容器に入れた場合の圧力、
また、窒素だけを５０リットルの容器に入れた場合の圧力が
水素、窒素、それぞれの分圧になります。

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まず、水素の分圧を求めます。

ボイルの法則により
圧力　×　体積　＝　一定
であるので、

１０Pa、２０リットルの水素を　５０リットルの容器に入れたときの圧力P1は
次のように求められます。

１０[Pa] ×　２０[L] ＝　P1[Pa] ×　５０[L]
２００　＝　P1　×　５０
P1　＝　４　・・・水素の分圧

同様にして、
３Pa、１００リットルの窒素を　５０リットルの容器に入れたときの圧力P2は
次のように求められます。

３[Pa] ×　１００[L] ＝　P2[Pa] ×　５０[L]
３００　＝　P2　×　５０
P2　＝　６　・・・窒素の分圧

混合気体の全圧は　成分気体の分圧の和になります。
P1　＋　P2　＝　４　＋　６　＝１０　・・・混合気体の全圧

答えは　１０Pa

水素の分圧は、10×20÷50=4 (Pa)
窒素の分圧は、3×100÷50=6 (Pa)

よって、全圧はドルトンの法則より、4+6 = 10 (Pa)となります。

温度一定のとき、圧力と体積の積PVは一定になります。これをボイルの法則と言います。

混合気体の全圧は各気体の分圧の和と等しいです。これをドルトンの分圧の法則と言います。

方針として
50Lの容器に入れた水素の分圧P1と窒素の分圧P2を求め、ドルトンの法則から全圧を求めます。

ボイルの法則より
P1 × 50 L = 10 Pa × 20 L
∴P1=4 Pa
P2 × 50 L = 3 Pa × 100 L
∴P2=6 Pa

ドルトンの法則より
全圧P=P1 + P2
P=4+6 = 10 Pa 【答】