二種類のガスの混合体積？

質問

二種類のガスを混合したらその体積はどうなりますか？
例えば、窒素９０ｍｌとヘリウム１０ｍｌの混合体積は、１００ｍｌになるのですか？
あるいは、混ざり合って体積が小さくなるのですか？

回答No.3

techbrain · ベストアンサー

元予備校講師なので、高校レベルから大学教養課程レベル程度でしかありませんがご参考まで。

まず、厳密に言うのは非常に難しいのですが、気体に関する条件は同レベルで「圧力・体積・分子数・温度」であると考えます。
No2のcactusronさんが言う様に等温・等圧である場合、変更条件は分子数と体積と言うことになりますが、等温・等圧下では各分子の占有する平均体積は同一分子では同じものと考えられます（現実はどうあれ、あくまでそのように考えられるだけですが）ので、２種類のガスにおいて等温・等圧下で混合を行う場合には占有体積は相互に変化することがないので元のガスの占有していた体積に等しくなります。現実では微妙に違う、ということは大学レベルで学びますが、ココでは趣旨が異なると思いますので割愛します。

ここで問題なのはNo1のultanさんが言うことを補足すべきかと思ったからです。等圧条件が外れて等温条件のみであれば、気体の体積は「容器の容積に等しくなる」ことです。（当然、分子数による限度があります。ある体積中に存在する分子数がある温度で一定以上を上回ると液化・固化などの状態変化が見られることがある、というものです。当然、条件は気体分子の種類によります。）標準状態程度（温度は常温等の室温レベルでも問題ない）であればで窒素９０mlとヘリウム１０mlの混合気体はそのまま１００ml容器に入れれば「体積１００mlの混合気体」となるであろうし、９０ml容器に入れれば「体積９０mlの混合気体」となるでしょう。ただ、括弧書きにも書いたように１μlの混合気体にはならないと思いますが．．．

物質の状態変化を問う質問の場合にはある程度条件を絞らないと回答がむずかしくなります。ので、こちらで勝手に日常にある状態であると想定してお答えしました。違っていれば申し訳ない。

お礼

有り難う御座いました。十分説明です。以上

回答No.2

noname#5277

高校レベルの場合、二種類のガスを混合した場合、
その混合体積はもとの２つの体積の和になります。
ただし、等温・等圧が条件ですけど。

これは、気体分子が非常に小さいため、
分子間に働く力をほぼ等しいものとしても
差支えがないことによります。

実際には微妙に体積は異なりますが、
それほど大きな誤差ではないです。
有効数字3桁程度なら、まったく問題がないくらいに。

回答No.1

ultan

あまり自信はありませんが．．

１００ｍｌにすることも可能でしょうね。１００ｍｌの体積の容器に入れればそうなります。現実では混ぜた容器の体積になってしまいそうな気がしますね。化学の問題だと、圧力が一定でとかいう話になるんでしょうが．．