理想気体の法則とは

理想気体の法則と状態方程式

ほとんどの場合、理想気体の法則は実在気体の計算に使用できます。ベン・エドワーズ、ゲッティイメージズ

の 理想気体の法則 は状態方程式の 1 つです。法則は理想気体の挙動を表していますが、この方程式は多くの条件下で実在気体に適用できるため、使い方を学ぶのに役立つ方程式です。理想気体の法則は、次のように表すことができます。

PV = NkT

どこ：
P = 大気圧の絶対圧力
V = 容量 (通常はリットル)
n = ガスの粒子数
k = ボルツマン定数 (1.38·10²³J・K⁻¹)
T = ケルビン温度

理想気体の法則は、圧力がパスカル、体積が SI 単位で表すことができます。 立方メートルで 、N は n になり、モルで表され、k は R に置き換えられます。 ガス定数 (8.314 J・K⁻¹・mol⁻¹):

PV = nRT

理想気体と実在気体

理想気体の法則が適用されます 理想気体 .アン 理想気体 温度のみに依存する平均モル運動エネルギーを持つ無視できるサイズの分子が含まれています。 分子間力 および分子サイズは、理想気体の法則では考慮されません。理想気体の法則は、低圧で高温の単原子気体に最もよく適用されます。低い圧力が最適です。これは、分子間の平均距離が 分子サイズ .温度を上げると次の理由で役立ちます。 運動エネルギー 分子の数が増加し、分子間引力の影響が少なくなります。

理想気体の法則の導出

法としての理想を導き出すには、いくつかの異なる方法があります。法律を理解する簡単な方法は、法律を次の組み合わせとして見ることです。 アボガドロの法則 および混合ガス法。の 混合ガス法 次のように表現できます。

PV / T = C

ここで、C はガスの量に正比例する定数です。 モル数 ガスの、n。これがアボガドロの法則です。

C = nR

ここで、R は 普遍的な気体定数 または比例係数。 法律を組み合わせる :

PV / T = nR
両辺に T を掛けると、次のようになります。
PV = nRT

理想気体の法則 - 実例問題

理想気体と非理想気体の問題
理想気体の法則 - 体積一定
理想気体の法則 - 分圧
理想気体の法則 - モルの計算
理想気体の法則 - 圧力を解く
理想気体の法則 - 温度を解く

の理想気体方程式 熱力学プロセス

プロセス （絶え間ない）	知られている 比	P2	の2	T2
等圧 (P)	の2/の1 T2/T1	P2=P1 P2=P1	の2=V1（の2/の1) の2=V1(T2/T1)	T2=T1（の2/の1) T2=T1(T2/T1)
アイソコリック （の）	P2/P1 T2/T1	P2=P1(P2/P1) P2=P1(T2/T1)	の2=V1 の2=V1	T2=T1(P2/P1) T2=T1(T2/T1)
等温 (T)	P2/P1 の2/の1	P2=P1(P2/P1) P2=P1/（の2/の1)	の2=V1/(P2/P1) の2=V1（の2/の1)	T2=T1 T2=T1
等エントロピー 可逆 断熱的な （エントロピ）	P2/P1 の2/の1 T2/T1	P2=P1(P2/P1) P2=P1（の2/の1)−c P2=P1(T2/T1)γ/(γ − 1)	の2=V1(P2/P1)(−1/c) の2=V1（の2/の1) の2=V1(T2/T1)1/(1 − c)	T2=T1(P2/P1)(1 − 1/c) T2=T1（の2/の1)(1 − c) T2=T1(T2/T1)
ポリトロープ （PVn)	P2/P1 の2/の1 T2/T1	P2=P1(P2/P1) P2=P1（の2/の1)−n P2=P1(T2/T1)n/(n − 1)	の2=V1(P2/P1)(-1/n) の2=V1（の2/の1) の2=V1(T2/T1)1/(1 − n)	T2=T1(P2/P1)(1 - 1/n) T2=T1（の2/の1)(1−n) T2=T1(T2/T1)