状態方程式の応用として、分子量28 g/molの気体が27℃・標準大気圧（1.013×10⁵ Pa）のもとで密度何g/L | 物理学及び化学 | 危険物取扱者甲種

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上級物理学及び化学難易度目安約 33%

状態方程式の応用として、分子量28 g/molの気体が27℃・標準大気圧（1.013×10⁵ Pa）のもとで密度何g/Lか。気体定数R = 8.31 J/(mol·K)として計算せよ。

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正解: 3. 約1.13 g/L

理想気体の状態方程式 PV = nRT を変形します。密度 ρ = m/V = PM/(RT) の式を使います（M：分子量）。P = 1.013×10⁵ Pa、M = 28×10⁻³ kg/mol = 0.028 kg/mol、R = 8.31 J/(mol·K)、T = 27+273 = 300 K を代入します。ρ = (1.013×10⁵ × 0.028) / (8.31 × 300) = 2836.4 / 2493 ≈ 1.137 kg/m³ ≈ 1.14 g/L ≈ 約1.13 g/L となります。分子量28はCO（一酸化炭素）やN₂（窒素）の分子量に相当します。空気の平均分子量は約29なので、これらの気体の密度は空気とほぼ同じです。

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