物理・熱・気体／原理と探求
気体の圧力と体積の解説
シリンジの入口を塞いでピストンを押す状況をガス圧と体積で調べます。気体の量と温度を固定し、体積だけを変えて圧力の変化を記録してください。ボイル法則の反比例関係は、温度や気体の量まで一緒に変えたときはそのまま適用できません。
どのような原理？
等温過程で圧力は体積に反比例します。
重要な関係
PV = nRT・T、nが等しい場合、PVは一定です。
観察してみよう
- 温度を固定し、体積を変えます。圧力は理想気体式で計算します。移動点は気体の動きを説明する図であり、実際の分子数や衝突統計ではありません。
- 基準条件ボタンを押して実行した後、測定値をそれぞれ記録します。
- 気体量や温度を変えるとPV値も変わります。同じn・Tの点同士を比較しなければなりません。
結果を読み解く
温度と気体量が同じ時のP-1/Vグラフの形状は？
P = nRT×（1/V）なので、傾きがnRTの直線です。
モデルの仮定と限界
平衡状態の理想気体モデルです。ピストンは状態を選択するツールであり、圧縮中の加熱・摩擦・分子間力は省略します。点は説明用であり、圧力計算には書きません。 R=8.314462618 kPa・L/(mol・K)を使用します。