💡 ヒント：フラスコ内の気体の体積変化（シャルルの法則）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

フラスコにガラス管がついていて、管の先が大気に開放されています。開放されているので、フラスコ内の空気は常に大気圧に保たれます。温度を上げると空気が膨張しますが、フラスコの体積は変わらないので、膨らんだ分はガラス管を通って外に出ていきます。

ポイントは「最終的にフラスコに残る気体」と「最初にフラスコにあった気体」を同じ法則で結びつけること。残っている気体の物質量は減っています。

✏️ 求めるもの

温度を上げたときにフラスコから押し出される気体の体積、または残っている気体の物質量（mol数）。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 条件の整理：フラスコ（容積 \(V_0\)）内は常に大気圧 \(p_0\)。初期温度 \(T_1\)、最終温度 \(T_2\)
  2. 残っている気体を最終温度 \(T_2\) で考える：体積は \(V_0\)、圧力は \(p_0\)、温度は \(T_2\)。これを「初期温度 \(T_1\)」に戻したときの体積をシャルルの法則で計算
  3. 押し出された分：（初期の体積 \(V_0\)） − （最終気体を \(T_1\) に戻したときの体積）
  4. あるいは物質量で考える：状態方程式で \(n_1, n_2\) を比較 → 差が押し出された量
注意

開放容器（フラスコ＋管）では圧力は大気圧で固定。体積もフラスコ容積で固定。したがって「温度が変わると変化するのは気体の物質量」という視点で考える。ここを閉鎖容器と同じ感覚で解くとハマる。