0℃ の気体の圧力を変えないで、体積を2倍にするには、温度を何度にしたらよいか求める問題です。

1. 問題の内容

0℃ の気体の圧力を変えないで、体積を2倍にするには、温度を何度にしたらよいか求める問題です。

2. 解き方の手順

この問題は、シャルルの法則を利用して解きます。シャルルの法則は、圧力が一定のとき、気体の体積 $V$ は絶対温度 $T$ に比例するという法則です。

$V \propto T$

したがって、$\frac{V}{T} = \text{一定}$ となります。

初期状態を ($V_1, T_1$)、最終状態を ($V_2, T_2$) とすると、

$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$

問題文より、$V_2 = 2V_1$ であることと、$T_1 = 0℃ = 273K$ であることがわかります。したがって、

$\frac{V_1}{273} = \frac{2V_1}{T_2}$

$T_2 = 2 \times 273 = 546 K$

求めるのは℃での温度なので、

$T_2 = 546 - 273 = 273℃$

3. 最終的な答え

273 ℃