12.圧縮率因子（圧力に関して）（難易度：⭐️）

1. 圧縮率因子
2. 圧力が低い場合
3. 圧力が高い場合

みなさん、勉強おつかれさまです！！

前回の単元では、「実在気体」と「圧縮率因子」

について勉強しました。

難しいからって飛ばしてませんか？？？笑

ここでは前回の単元Psrt2のような

記事になるので、まだ読んでいないかたは

ぜひ上のリンクから飛んでみてください！！

はい！では、

この単元では、この「圧縮率因子」を

より掘り下げて学んでいきましょう。

1.圧縮率因子

一つ前の単元で学んだ、「圧縮率因子」について少し復習しましょう。

この圧縮率因子は、さまざまなことが原因で

さまざまな値になります。

この単元では、この「圧縮率因子」が

「圧力の変化」に対してどのように変化するのかを

みてみたいと思います。

なぜ、「圧力の変化」に注目するの？

体積の変化を見たい！！

なぜ「圧力の変化」に注目するのかと思った方はいるでしょうか？

それは、圧縮率因子の式を見るとわかります。

\(Z= \frac{pV}{RT}\)という式の形をしています。

この中に体積\(V\)が入っています。

そして、その体積\(V\)は実際に何が原因で変化するかというと

まさに、圧力なのです。

なので、体積\(V\)を考える代わりに圧力\(p\)を

考えるのです。

2.−１圧力が低い場合

さて、「圧縮率因子」を考える前に、

気体が圧力の低いところにあるとき

どのような振る舞いをするか考えましょう。

気体が圧力の低い場所にある場合は、

外からの力は特に問題になりません。

この場合に問題になるのは、「分子同士の力」です

10.理想気体と状態方程式（難易度：⭐️）でも説明したように、

分子同士には磁石のように引き付け合う力が

働いています。

そして、この力が原因で分子同士が近づき

「気体の体積を小さくする」のです

つまり、「体積\(V\)が減少 」します

すると、圧縮率因子\(Z= \frac{pV}{RT}\)は、

分子に体積\(V\)があるので、圧縮率因子も減少します。

つまり、

２ー２圧力が高い場合

さて、次に考えるのは気体が圧力の高い

ところにある場合です。

さて高圧のときには、なにを気にしないといけないかというと

「気体分子の大きさの影響」です。

圧力が大きいということは、ぎゅうぎゅうづめにされていまう

ということです。

こんなこと言われても、

実際ぱっとしませんよね、、

ここで一つ例を考えてみます。

例　おしくらまんじゅう

いま考えている気体の状態と、おしくらまんじゅうの

状態はとても似ています。

おしくらまんじゅうというのは、とても圧力が高い状態です！

すると、お互いの体がすごくきになりますよね？

これとおなじことが、分子同士でも起こっているのです。

なので、「低圧ではお互いを引き付け合う」でしたが

「高圧ではお互いの体が気になって体積が増えていまう」のです。

つまり、「体積\(V\)が増加 」します

すると、圧縮率因子\(Z= \frac{pV}{RT}\)は、

分母に体積\(V\)があるので、圧縮率因子は増加します。

このように、圧縮率因子\(Z= \frac{pV}{RT}\)は、「低圧」と「高圧」で

値が変化するのです。

この単元は以上です！お疲れ様でした！