💡 ヒント:密閉と開放(ボイル・シャルルの法則)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

同じ気体について、容器を密閉した場合開放した場合の2パターンを比べる問題です。

同じ気体でも「何が一定か」で法則の使い方が変わるのがポイント。

✏️ 求めるもの

(1) 密閉時の圧力 \(p_2\)(体積一定で温度を変えたとき)と、(2) 開放時の体積 \(V_2\)(圧力一定で温度を変えたとき)。

🔬 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. 何が一定かを確認:「密閉」→ 体積が変わらない。「開放」→ 圧力(大気圧)が変わらない
  2. 温度は K に直す:\(t\) ℃ を \(T = t + 273\) K に変換する
  3. (1) 密閉の場合:\(p_2 = p_1 \cdot \dfrac{T_2}{T_1}\) の形で比例計算
  4. (2) 開放の場合:\(V_2 = V_1 \cdot \dfrac{T_2}{T_1}\) の形。温度を \(t\) ℃ のままで \(V\) を \(t\) の式で表現する場合は、\(T = t + 273\) を代入して \(V(t) = \dfrac{V_1}{T_1}(t + 273)\) の形になる
注意

「密閉か開放か」を読み飛ばすと致命的。問題文で容器に栓があるか、管が開いているかを必ず確認。開放系は圧力が大気圧で固定、密閉系は体積が固定、という整理を忘れずに。