一つ目の問題は、炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応によって発生する気体の種類と体積を求める問題です。グラフから塩酸の体積と発生した気体の体積の関係を読み取り、炭酸水素ナトリウム1.0gに濃度Xの塩酸2.0 cm³を加えたときに発生する気体の体積を特定します。 二つ目の問題は、人が両足で立った時に地面に加える力と、ゾウが4本足で立った時に地面に加わる圧力を求める問題です。人の体重とゾウの体重、足の面積からそれぞれ計算します。

応用数学化学反応体積計算圧力比率
2025/5/10

1. 問題の内容

一つ目の問題は、炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応によって発生する気体の種類と体積を求める問題です。グラフから塩酸の体積と発生した気体の体積の関係を読み取り、炭酸水素ナトリウム1.0gに濃度Xの塩酸2.0 cm³を加えたときに発生する気体の体積を特定します。
二つ目の問題は、人が両足で立った時に地面に加える力と、ゾウが4本足で立った時に地面に加わる圧力を求める問題です。人の体重とゾウの体重、足の面積からそれぞれ計算します。

2. 解き方の手順

**一つ目の問題**
まず、炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応式を考えます。
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2
この反応式から、発生する気体は二酸化炭素 (CO2CO_2) であることがわかります。
次に、グラフから、炭酸水素ナトリウム2.0gと反応する塩酸の量と発生する二酸化炭素の量を読み取ります。グラフから、塩酸4.0 cm³と反応して二酸化炭素が250 cm³発生することがわかります。つまり、炭酸水素ナトリウム2.0gに対して、塩酸4.0 cm³で二酸化炭素が250 cm³発生しています。
炭酸水素ナトリウム1.0gに対して塩酸2.0cm³を加えた場合、上記の反応の半分になります。
したがって、発生する二酸化炭素の量は250 cm³の半分である125 cm³となります。
よって、気体の化学式はCO2CO_2で、体積は125 cm³となります。
**二つ目の問題**
人の体重は57 kgなので、人が地面に加える力は、57 kg * 10 N/kg = 570 Nとなります。(100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとあるので、1kg = 10N)
ゾウの体重は3248 kgなので、ゾウが地面に加える力は3248 kg * 10 N/kg = 32480 Nとなります。
ゾウの足1本の面積は0.112 m²なので、4本の足の合計面積は 4 * 0.112 m² = 0.448 m²となります。
圧力 = 力 / 面積 なので、ゾウが地面に加える圧力は、
32480N/0.448m2=72500Pa32480 N / 0.448 m^2 = 72500 Paとなります。

3. 最終的な答え

一つ目の問題:5
二つ目の問題:5

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