ボイルの法則・シャルルの法則・ボイルシャルルの法則

気体の状態方程式

圧力をP、体積をV、温度をT、物質量をn、気体定数をRとしたとき、理想気体の状態方程式は以下のように表される。

PV = nRT

ボイルの法則

ボイルは「一定温度で一定量(一定物質量)の気体の圧力は体積に反比例する」ということを発見した。

PV=P’V’

これは、気体の状態方程式の変形によって説明できる。

PV=nRT

Rは元々気体”定数”なので温度Tと物質量nが一定のとき…

PV=一定

となる。
よって、圧力Pが上がれば体積Vは減少するという反比例の関係が成り立つ。

シャルルの法則

シャルルは「一定圧力で一定量(一定物質量)の気体の体積は絶対温度に比例する」ということを発見した。

V/T=V’/T’

これも気体の状態方程式を用いて説明できる。

PV=nRT
V/T=nR/P

圧力Pと物質量nが一定なので…

V/T=一定

となる。
よって、温度Tが大きくなれば体積Vも大きくなるという比例関係が成り立つ。

ボイルシャルルの法則

ボイルの法則とシャルルの法則は1つにまとめて考えることができる。

PV/T=P’V’/T’=一定

この式は両者の名前をとってボイル・シャルルの式と呼ばれている。

Scroll Up