ヘンリーの法則

質問

ヘンリーの法則というのがいまいちよく分かりません。

移動可能なピストン付きの容器に0℃で窒素と水（液体）が入っており、
圧力が1.01*10^(5)Paのとき、水に溶解した窒素の物質量をx[mol]とする。

圧力が1.01*10^(5)Paのとき、x[mol]なら、圧力が2倍の2.02*10^(5)[Pa]のときには、2x[mol]というのは分かるんですが

(1)溶解した窒素の体積（それぞれの圧力での値）の場合、圧力が1.01*10^(5)Paのとき、22.4x[l]で
圧力が2倍の2.02*10^(5)[Pa]のときも、22.4x[l]となっています。なぜ同じ体積なんでしょうか？

(2)溶解した窒素の体積（1.01*10^(5)[Pa]での値に換算）の場合、体積は1.01*10^(5)Paのときには、22.4[l]で、
圧力が2倍の2.02*10^(5)[Pa]のときは44.8[l]と2倍になっており、これは、圧力が2倍されたから
体積も2倍されたんだな、と分かります。

どうして(1)のときは体積が同じなんでしょうか？

回答No.2

phosphole

前から思っているのですが、ヘンリーの法則の表現は混乱を招くもとですよね。

液体に溶けこんでいる気体分子のモル数は、気体の圧力に比例する

これだけで良いですし、非常に直感的です。
圧力をかければかけた分、気体分子は液体の中に押し込まれますよ、ということですから。
体積を出せ、とか言われたら、素直に状態方程式を使えば良いでしょう。
私個人としては、状態方程式を使えば良い問題なのに、あえて状態布袋式を使わない類の法則（今の場合、ヘンリー）を持ち出すと、混乱して間違いやすいと感じます。

回答No.1

maku_x

理想気体の状態方程式
PV = nRT
より、圧力が1.01*10^(5)Paのときの気体の体積を V1、圧力が2.02*10^(5)[Pa]のときの気体の体積を V2 とすれば、
1.01*10^(5) * V1 = x*R*T ... (1)
2.02*10^(5) * V2 = 2x*R*T ... (2)
(1)、(2)より、V2 = x*R*T/1.01*10^(5) = V1、よって V2 = V1 となる。
※ 要は、物質量が2倍になっても、圧力が2倍になれば、体積は変わらない、と言う事です。

補足

ありがとうございました。
体積が同じになるというのは、よく分かりました。

でも、体積が2倍になるというのが逆に分からなくなってきました。
上のようにV1,V2を使って式にしたいのですが難しくてできません。

＞(2)溶解した窒素の体積（1.01*10^(5)[Pa]での値に換算）の場合

1.01*10^(5)[Pa]での値に換算、というのをうまく式にできません。
もしよろしければ、教えてください。