化学

5分でわかる!「混合気体」ってどんな気体?科学館職員が解説

よぉ、桜木建二。今回学ぶテーマは「混合気体」だ。

混合気体はその名の通り、数種類の気体が混ざった状態の気体のことだ。混合気体自体は何も難しくないんだが、大変なのが計算問題だ。気体を学ぶといろいろな法則が登場し、公式も覚えなければならない。計算や法則を応用するのが苦手な奴も多いだろう。そこで今回は気体とはなにか、問題を解くうえでの注意点はなにかを説明するぞ。

解説は危険物取扱者の資格取得と大学時代に物理化学の単位取得のために混合気体について猛勉強したというたかはしふみかが行う。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

たかはし ふみか

ライター/たかはし ふみか

文系よりリケジョで、暗記の方が得意で計算は苦手。不思議な現象を解明する科学が好きで理系に進んだ科学館職員。

気体とは

気体とは

image by Study-Z編集部

混合気体の前にそもそも気体とは?という事から確認していきましょう。

そもそも気体とはなんだったでしょうか?気体とは物質の状態のひとつで、分子が自由に動き回れる状態をさします。水で考えると固体が氷、液体が水、気体が水蒸気ですね。気体は固体や液体に比べて分子同士の距離が遠く、体積がずっと大きいのが特徴です。気体の持つ圧力を気圧、と呼びます。気圧を表す単位に用いられているatmPaを聞いたことがある人も多いでしょう。

実際の気体(実在気体)には分子の形や体積があり、また水素結合ファンデルワールス力などが働いています。このような要因によって気体の状況が変わってしまい、それを式に表すのが困難です。

そこで物理化学の世界では気体を「気体分子の体積がなく、分子間力がない理想気体(完全気体)」として学びます。理想気体は状態変化がなく凝縮、昇華することがありません。

気体の法則

気体に関する法則でまず理解したのが「ボイルの法則」、「シャルルの法則」、「ゲイ・リュサックの法則」そしてこれらの法則を合わせた「ボイル・シャルルの法則」です。

公式には圧力P絶対温度T体積Vがたびたび登場するので覚えてくださいね。,

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たかはし ふみか