気体きたいの法則ほうそくの基本きほん

導入どうにゅう

この講義こうぎで最重要さいじゅうようなのは、気体きたいの状態じょうたいは、圧力あつりょく $$P$$P、体積たいせき $$V$$V、温度おんど $$T$$T、物質量ぶっしつりょう $$n$$n の 4 つで読よむことです。

気体きたいの問題もんだいでつまずきやすいのは、どの量りょうを固定こていしてどの量りょうを変かえているのかが曖昧あいまいなまま公式こうしきを当あてはめることです。まず状態じょうたいを記述きじゅつする変数へんすうを整理せいりします。

用語ようごと定義ていぎ

圧力あつりょくPressure とは、単位たんい面積めんせきあたりに働はたらく力ちからです。

体積たいせきVolume とは、気体きたいがしめる空間くうかんの大おおきさです。

絶対温度ぜったいおんどAbsolute temperature とは、K を単位たんいとして表あらわす温度おんどです。

状態方程式じょうたいほうていしきEquation of state とは、気体きたいの状態じょうたいを結むすぶ関係式かんけいしきです。

方針ほうしん

まず 4 つの量りょう $$P,V,T,n$$P,V,T,n のうち、どれが一定いっていでどれが変化へんかするかを見みます。そのうえで、一定いっていなものを固定こていして比例ひれい関係かんけいを読よむか、まとめて理想気体りそうきたいの状態方程式じょうたいほうていしきで整理せいりします。

直感的ちょっかんてきな説明せつめい

気体きたいを押おし縮ちぢめれば、同おなじ分子ぶんしがより狭せまい空間くうかんに入はいるので、壁かべにぶつかる頻度ひんどが増ふえ、圧力あつりょくは大おおきくなります。また、加熱かねつすると分子ぶんしの運動うんどうが激はげしくなり、やはり圧力あつりょくや体積たいせきに影響えいきょうします。

厳密げんみつな説明せつめい

見分みわけ方かた

• 温度おんど・圧力あつりょく・体積たいせきのうち、どれが固定こていかを先さきに確認かくにんします。
• 温度おんどを摂氏せっしでそのまま使つかうのは誤あやまりなので、K に直なおします。
• モル数すうが変かわる反応はんのうと気体きたいの問題もんだいが一緒いっしょに出でるときは、まず物質量ぶっしつりょうを確定かくていしてから状態方程式じょうたいほうていしきを使つかいます。

最終形さいしゅうけい

一言ひとことでいうと

• 気体きたいの法則ほうそくは、圧力あつりょく・体積たいせき・温度おんど・物質量ぶっしつりょうのどれを固定こていしているかを見みると整理せいりできます。