理想気体の計算問題：混合気体の分子量と組成、圧力の求め方

この問題では、27℃の混合気体が10Lの容器に収められている状況で、見かけの分子量、酸素と窒素の組成、そして容器中の混合気体の全圧を求めることが求められています。与えられた条件をもとに、順を追って解いていきましょう。

(1) 混合気体の見かけの分子量を求める

まず、混合気体の見かけの分子量を求めるためには、気体の密度と理想気体の関係を利用します。密度（ρ）は次の式で求められます。

ρ = m/V
ここで、mは質量、Vは体積です。与えられた条件で混合気体の質量は26.0g、体積は10Lです。次に、理想気体の状態方程式を用いて気体のモル質量を求めます。理想気体の状態方程式は次のように表されます。

PV = nRT
ここで、Pは圧力、Vは体積、nはモル数、Rは気体定数、Tは絶対温度です。この式からモル質量を求める方法を説明します。

次に、酸素と窒素の組成を体積パーセントで求めます。体積パーセントは、各成分の体積を混合気体の総体積で割って計算します。

まず、酸素と窒素の体積比を求めるために、理想気体の状態方程式を使い、それぞれのモル数を求めます。酸素と窒素のモル数が分かれば、それを基に体積パーセントを計算できます。

最後に、容器中の混合気体の全圧を求めます。理想気体の状態方程式を用いて計算できます。与えられた条件で、混合気体の総モル数と温度が分かっているため、気体定数Rと体積を使って全圧を求めることができます。

全圧の計算は次のように行います。

P = (nRT) / V
ここで、Pは全圧、nはモル数、Rは気体定数、Tは絶対温度、Vは体積です。計算を通じて、容器中の混合気体の全圧を求めます。

この問題では、理想気体の状態方程式を用いて、混合気体の分子量、組成、そして全圧を求める方法を学びました。気体の密度や質量、体積、温度、圧力の関係を理解することで、複雑な計算問題も解決することができます。問題を解くために必要な基本的な概念と計算方法を押さえておきましょう。