理想気体法則計算機

理想気体の状態方程式は、理想気体の圧力、体積、数、温度の関係に関する法則を式で表したものです。
この単純な方程式を使用すると、知らない残りの変数を見つけることができます。この過程を数学では「方程式を解いた」と表現します。
方程式は次の形をしています。

 圧力  ×  体積    ∝    (ガス粒子)数  ×  温度 

「∝」記号は、この方程式が比例式であることを示します。 比例式を等式に置き換えるには、「比例定数」を使用する必要があります。 このとき使用する比例定数は理想気体定数(R)として知られています。

以下の式は、化学でよく使用される単位を適用したものです。 温度単位で絶対温度(K)を使用することに注意してください。
「Solve」ボタンをクリックすると、その変数の解が得られます。

P V = n R T
×  =  × 0.082 ×
気圧、atm L mol L⋅atm/K⋅mol K (0℃)

 

以下の式は、物理学でよく使用される単位を適用したものです。 温度単位で絶対温度(K)を使用することに注意してください。
「Solve」ボタンをクリックすると、その変数の解が得られます。

P V = n R T
×  =  × 8.314 ×
Pa, N/m² mol J/K⋅mol K (0℃)

異常気体の条件

ここでいう理想気体(ideal gas)とは、理想気体の法則に従う仮想の気体をいいます。 理想気体は次の条件を満たす必要があります。

  • 気体分子は非常に小さく、同一であるため、互いに区別することができない。
  • 気体分子は非常に小さいと仮定するため、分子自体の体積は無視する。
  • 気体分子の相互作用は物理的な衝突だけです。 分子はどこと衝突しても完全弾性衝突をする。
  • 分子の運動はニュートンの運動法則に従います。
  • 分子はランダムに動く。 言い換えれば、分子の動きは統計的にのみ記述することができ、個々の動きについては扱いません。

実際の気体粒子は体積を持ち、互いに相互作用します。 したがって、厳密に見ると、すべての気体は理想気体になることはできません。
ただし、非常に高い温度と低圧では、ほとんどの気体は理想気体と同様の性質を持ちます。