理科 圧力の問題

質問

この問題の解き方を教えてください！

容積が５００cm3(立方センチメートル)のスプレーの空き缶に、空気ポンプで空気をつめこんで質量をはかると８１．８５ｇだった。

次に、水上置換で缶から出した空気を集めると、１０００cm3のペットボトルがいっぱいになったところでちょうど空気は出なくなり、缶のなかの圧力とペットボトルの中の空気の圧力の大きさが、外の空気の圧力と同じになった。

この時、缶の質量をはかると８０．６５ｇだった。

Ｑ.空気が出なくなった後の、缶の中の空気の質量は何ｇか。

私の疑問です！

(1)まず、空き缶には５００cm3しか空気が入らないのに、なぜ１０００cm3入るペットボトルを空気でいっぱいにできたのですか？

(2)空き缶から空気が出なくなったとき、中にはまだ空気が残っていると分かりますが、なぜ途中で空気が出なくなったのですか？

これとあわせて、Ｑ.の解き方を教えてください。
お願いします。

回答No.1

hitokotonusi

(1) ボイルの法則は習っていますか？ボイルの法則は温度が同じなら圧力と体積の積が一定であることを教えてくれます。式で書けば

PV = 定数(温度による)

で、圧力Ｐによって体積を変えることができます。
初めは缶の中のほうが圧力が高かったということですね。

(2) 答えが書いてあります。

＞缶のなかの圧力とペットボトルの中の空気の圧力の大きさが、外の空気の圧力と同じになった。

気体は圧力の高いほうから低いほうに向かって吹き出すので、圧力が等しくなれば外には出ていかなくなります。(より正確には出て行く量と入ってくる量が等しくなる。)

お礼

ボイルの法則はまだ習っていません・・・(汗

(２)なるほど、よくわかりました。

ありがとうございます！