理想気体の状態方程式について

質問

例えば、

水素ガスを容積1Lの容器に入れ、密封して400Kに加熱したところ、圧力は
3.28atmとなった。容器内の水素の質量は何gか。

という問題で、理想気体の状態方程式を使って求めますよね。
理想気体の状態方程式で実在気体の値を求められるのはなぜなのでしょうか。
理想気体は分子間力がない気体、分子自身の体積がない気体なので、これで
実在気体の値が求められることが不思議です。

よろしくお願いします。

回答No.4

uPC575 · ベストアンサー

#2です。

＞理想気体の状態方程式が使えない問題は(高校化学の範囲では)出てこないと

高校か予備校の先生の回答があれば一番でしょうが
２０年ほど前、私が大学受験の準備をしていた時の記憶では
理想気体の状態方程式を使う計算Ｏｎｌｙだったと思います。

高校生の勉強としては（というか、大人になってもよほどの状況でない限り）
質問文のような問題を理想気体の式で解くことができ、
分子間力や分子自身の大きさなどから、実際はずれがあることを知っている
で、十分だろうと思います。

ズレがあるのに、理想気体の式で問題を解いていてよいのか
という疑問であれば、＃２で書いたように、
理想気体の式は「そこそこ」ないし「ほぼ十分使える」値が計算できるケースが多い。
ということでいかがですか。

お手元の問題集の回答の解説を見て判断されてはどうですか。

お礼

何度もありがとうございます。
独学でしてるので、参考書や問題集も、この手の疑問に
ついては詳しく載ってるということもなく、判断に迷って
ここで質問させていただきました。

理想気体と実在気体のズレに関するグラフの説明はよく載ってるのに、
ではなぜ、理想気体の状態方程式で解けるのかということには
触れてなかったので、とまどってしまいました。

疑問が晴れてよかったです。ありがとうございました。

回答No.3

8404

単に高校化学で取り扱う気体は理想気体だけであり、実在気体は考えないのである。だから、上記の問題は実在気体の値を求めるのではなく理想気体の値を求めるのである。

お礼

実在気体がどうとかは考えなくてもいいんですね。
安心できました。
ありがとうございました。

回答No.2

uPC575

実在の気体は、理想気体の式にあいませんが、
ハシにも棒にもかからない値になるわけではありません。

よって、気体の性質について学ぶ、化学の勉強としては、理想気体の式でよく、
実際に何か設計するとしても、理想気体の式で十分「間に合う」ことが多いようです。

補足

ありがとうございます。
理想気体の状態方程式が使えない問題は(高校化学の範囲では)出てこないと
捉えてもいいということでしょうか？

回答No.1

tatsuking

圧力が比較的小さい場合は理想気体の状態方程式でいいんじゃないかな。
圧力が高くなると理想気体で求めた値とファンデルワールスの状態方程式で求めた値に差が出てくるんだったと思うよ。
数気圧の場合はほとんど値に差がないから簡単な理想気体の状態方程式で求めて問題ないはず・・・。

お礼

＞数気圧の場合はほとんど値に差がないから簡単な理想気体の状態方程式で求めて問題ないはず・・・。

なるほど、そうだったんですねー。
参考になりました。

ありがとうございました。