まずは、物理の解答・解説。

＜問題＞

気柱の共鳴について、開口を原点、反射板をX=lに置く。入射音波が次式で表されるとする。 　　　X+(x,t)=Asin{2π(t/T-x/λ)} （1）反射板を固定端とするとき、反射波の式を表せ。 （2）（1）の結果を利用として、入射波と反射波の合成波の式を表せ。 （3）共鳴が生じるためには、合成波が定常波になり、開口端は定常波の腹にならなければならない。そのための反射板の位置lの条件をλを使って表せ。但し、開口端補正は無視する。

 

　気柱の共鳴は、反射が固定端なのか、自由端なのか、による位相のずれとか定常波の腹か節になるのか、その違いを覚えておいてね。結局、波の干渉というのは、重ね合わせの原理の結果、どうなるの？ってことだからね。その辺りは、音でも光でも同じことですよ。特に、光の明暗は反射による位相差と光学距離（光の道のりの差）が波長の整数倍なの（半波長の偶数倍）？半波長の奇数倍なの？を考えればいいだけだからね。では、今回は化学。気体の状態方程式＆分圧ですよ。では、どうぞ！

＜問題＞

容積が自由に可変できる容器に0.600molの窒素と0.400molのエタノールを封入した。42℃、62℃におけるエタノールの飽和蒸気圧は、それぞれ0.200atm、0.500atmである。気体定数を0.082atm・l/mol・Kとする。設問には、有効数字3桁で答えよ。 [実験1]　容器内の温度を62℃、全圧を1.000atmに保つ。 [実験2]　温度を62℃に保ったまま、全圧を増加させる。 [実験3]　容器内の温度を42℃、全圧を1.000atmに保つ。 （1）実験1の結果、容器内の体積は何lになるか。 （2）実験2において、液体のエタノールが生成し始めるときの容器内の体積は何lか。 （3）実験3の結果、容器内の体積は何lか。又、エタノールが何％液化するか。但し、液体の体積は無視する。

 

＜ヒント＞

「液体が存在するのか？」それとも、「すべて気体なのか？」を蒸気圧の問題では確認する必要がある。

計算上でのエタノールの分圧≧その温度での飽和蒸気圧⇔エタノールは一部液体

計算上でのエタノールの分圧＜その温度での飽和蒸気圧⇔エタノールはすべて気体

（1）は上記のことを考える。

（2）は、エタノール一部が液体となり始めるのは、分圧が飽和蒸気圧と等しいとき。これを利用する。

（3）は、う～ん。これは、自力で考えてみて。

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