87回問15
標準温度(20℃)で固体試料の比重(d)は次のようにして求めることができる。
今、比重瓶自身の質量をW0(g)、比重瓶に水を満たしたときの質量をW1(g)とする。つぎに水を捨てて十分乾燥させた後、この比重瓶に水に不溶な試料を一定量入れたときの試料をW2(g)、さらにそれに水を加えて比重瓶を満たしたときの質量を W3(g)とする。試料の固体表面に空気が付着していないとすると、固体試料の比重は
で求められる。 a~cに入れるべき質量の正しい組合せはどれか。
解答 3
比重(d)とは、ある質量を有する物質の質量と、それと等体積の標準物質(液体の場合は水、気体の場合は乾いた空気)の質量との比であり、次式で表される。
設問より、
W0 W1 W2 W3
W0:比重瓶の質量
W1:比重瓶の質量+比重瓶を満たしたときの水の質量
W2:比重瓶の質量+ある体積の試料の質量
W3:比重瓶の質量+試料を除いた体積の水の質量+ある体積の試料の質量
ある体積の試料の質量=W2-W0
それと等体積の水の質量=(W1-W0)-(W3-W2)
したがって、上記の式より比重は次のように表すことができる。
a b c 1 W2 W1 W0 2 W1 W2 W0 3 W1 W3 W2 4 W3 W2 W0 5 W2 W3 W2
水
試料
試料
水