ファンデルワールスの状態方程式（1 ）は、理想気体の状態方程式を実在気体について補正した式の1 つである。理想気体とファ…
薬学理論問題（物理） 第91問
ファンデルワールスの状態方程式（1 ）は、理想気体の状態方程式を実在気体について補正した式の1 つである。理想気体とファンデルワールスの状態方程式に関する記述として正しいのはどれか。２つ選べ。（p ＋ an²/V²）（V － nb） ＝ nRT （1 ）p：圧力、V：体積、n：物質量（mol）、R：気体定数、T：絶対温度
- (1)理想気体では、気体分子間の相互作用の大きさを正の一定の値と仮定している。
- (2)a は気体分子の衝突頻度を表す。
- (3)b は気体分子1 mol がもつ排除体積を表す。
- (4)（p ＋ an²/V²） は、気体分子間の相互作用を考慮して補正した圧力である。
- (5)（V － nb） は、気体分子間の相互作用を考慮して補正した体積である。
正答 (3)(4)
正答は (3)と(4)。b は分子 1 mol 当たりの排除体積で、an²/V² は分子間の引力で小さくなった圧力を補う項です。
実在気体では分子どうしが引き合うため、壁にぶつかる勢いが弱まり、測った圧力 p は理想気体より小さくなります。そこで、引力の強さを表す定数 a を使って an²/V² を足し、補正します。また分子そのものに大きさがあるので、分子が自由に動ける体積は V より nb だけ小さくなります。
【ほかの選択肢】
(1) 理想気体では、分子間の相互作用はない（0）と仮定する 誤り
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(2) a は分子間の引力（相互作用）の大きさを表す定数で、衝突頻度ではない 誤り
(5) (V － nb) は分子自身の大きさ（排除体積）を考えて補正した体積で、相互作用の補正ではない 誤り
出典：第111回 薬剤師国家試験 問91（厚生労働省 公表）出典元ページ
最終更新日
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