ソクマル薬剤師

内容積が等しい2つの容器に、同じ温度・同じ圧力でヘリウムと窒素をそれぞれ封入した…

内容積が等しい2つの容器に、同じ温度・同じ圧力でヘリウムと窒素をそれぞれ封入した。いずれも理想気体として扱えるものとする。気体分子運動論にもとづく記述として、正しいのはどれか。

解説

正解は⑷です。気体分子運動論では、分子1個の並進運動エネルギーの平均値はボルツマン定数と絶対温度の積の2分の3倍で表され、気体の種類によりません。一方、二乗平均速度は絶対温度の平方根に比例し、モル質量の平方根に反比例するため、温度を2倍にすると約1.4倍になり、同じ温度では軽いヘリウムの方が速く動きます。理想気体の内部エネルギーは温度だけで決まり、温度が上がると速度分布は高速側へ移って広がります。
当サービスが作成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。

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