状態方程式の演習 密度を求める計算式

高圧ガス製造保安責任者乙種化学の試験(以下、高圧ガス乙種化学試験)で理想気体の状態方程式についての問題はよく出題されています。

しかし、問題はさまざまな形式で出題されるため、状態方程式をしっかりと暗記し、たくさんの問題演習を行い理解を深める必要があります。

状態方程式についての詳細はこちらの記事で詳しく説明しているので、不安がある方はこちらの記事も読んでみてください。

理想気体の状態方程式の確認

今回の記事では2つの状態を比較するために状態方程式を使って、未知の値を求める計算問題を解きながら解き方を確認していきましょう。

2つの状態を比較するための状態方程式についてはこちらの記事で詳しく説明しています。

 理想気体の状態方程式 (2つの状態を比較する)

質量や密度を使った状態方程式についてはこちらの記事で詳しく説明しています。

 状態方程式の演習　質量を利用した計算式

今回の問題

解答

52.9

理想気体の状態方程式

理想気体の状態方程式は以下のような式のことを指しています。

理想気体の状態方程式の確認

状態方程式は上の式だけではなく、変形することで以下のようにも表現することができます。

理想気体の状態方程式の解き方

理想気体の状態方程式を使った計算問題では、以下の4つの手順を意識して計算すると簡単に解くことができます。

以下では、こちらの4ステップに沿って計算問題を実際に解いていきます。

求める値を確認する

問題文には「密度はいくらか」と記載があることから、今回の問題では密度を求める問題だということがわかります。

状態方程式を変形する

今回の問題では質量を求める問題なので、変形した状態方程式を用いて密度であるdが左になるように式を変形していきます。

こちらの変形によって求める値のdが左で、その他の文字が右に移動した状態になります。

わかっている値を代入する

問題文をしっかりと読むと、今回の問題の条件は以下であることがわかります。

ここで注意が必要なのが、問題では日常で使われる気温の「摂氏」で表現されているという点です。

状態方程式で使われる温度は絶対温度であるため、必ず絶対温度へ変換するようにしましょう。

計算する

全ての文字に数字を代入した後は実際に計算をして密度(d)を求めます。

以上より、今回の答えはであることがわかりました。

今回の記事のまとめ

理想気体の状態方程式では以下の4ステップで解くことができることを確認していきました。

理想気体の状態方程式をより深くためにも、繰り返しこちらの4ステップを意識して演習をするようにしてください。