化学
高校生
解決済み

気体の状態方程式の“作り方”とか覚えられないのですが、その”方程式“を覚えといたらいいですか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

「作り方」というのは「式の立て方」ってことですか?それとも「公式の導出の仕方」がわからないってことですか?

ぽん

すみません言葉不足でした。
“公式の導出の仕方です。

なまたま

気体の状態方程式っていうのは元々ボイルシャルルの法則を変形しただけのものです。気体定数Rも、単位を見れば分かると思いますが、pv=nRT が成り立つように作ったものなんです。

なまたま

なので導出の仕方は難解なものではないですし、さして重要でもないかなと思います。ただの変形なので。pv=nRT って覚えやすい形ですから、覚えとけばいいと思いますよ。

なまたま

あ、でも単位の扱いに関しては気をつけなきゃいけませんね。ボイルシャルルの法則は「比」を扱ったものですから単位は何だって構わないんですが、状態方程式の場合は左辺と右辺の単位を揃えなきゃなりません。ただ文字だけで覚えているとそこで引っかかることがあるので、状態方程式を使う時は単位に注意しましょう。

ぽん

丁寧にありがとうございました!

ぽん

ボイルシャルルの法則って“比”だったのですね!
どういうことかよければ説明お願いします!

なまたま

えーと、「比」というとちょっと違いますね。すみませんw
とりあえず具体例をあげてみます。
温度27℃、圧力1Pa(弱っ)、体積1L から
温度127℃、圧力10Pa、体積vL にしたとして、vを求めます。このとき注意することは、温度だけはKに直してください。シャルルの法則は℃では成り立ちません。pv/T=一定より、
1×1/300=10v/400
v=2/15 L (…割り切れねえ)

なまたま

では次に体積をLから立方センチメートルに変えてみましょう。1L=1000cm³ ですね。
てことはvL=1000v cm³です。
1×1000/300=10×1000v/400
両辺とも1000で割れちゃうので結局vは同じですね。

なまたま

圧力をヘクトパスカルにしても結局両辺を同じ数で約分することができ、vの値は同じになります。
これはL、m³、cm³、あるいはPa、hPa、などはみなある単位を10の〇倍してできた単位からです。ボイルシャルルの式は、単位を変えても両辺を10の〇倍で約分出来ちゃうので、結局値が同じになるんです。

なまたま

そういう意味で僕は「比」であると認識してたんですが、良く考えたらこれは10の〇倍されてる単位じゃないと成り立たない(だから温度はKじゃなきゃダメ)なので、「比」とは言えないですねwすいません。

なまたま

長くなりましたが、最後に状態方程式についてです。
状態方程式の場合は単位を変えると成り立たなくなります。それは気体定数Rが化学では「Pa×L/mol×K」で固定されてるからです。勝手に体積の単位をmLに変えちゃえーとかはやっちゃダメなんです。Lに合わせてください。

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