ボイルシャルルの法則
まずはボイルシャルルの法則についてのおさらいです。
ボイルシャルルの法則から、気体の圧力、体積、温度の関係は
(kは一定)
であることがわかっています。しかし、
この「k:一定」とはどんな値を取るのでしょうか。
アボガドロの法則の再登場
ここで再登場するのが、
アボガドロの法則です。
アボガドロの法則において、0(℃)、1(atm)の状態で1molの気体は、その性質にかかわらず
1(mol)=22.4(l)
であることを学習したはずです。この法則を用いて、気体1molにける定数kを求めてみます。
気体定数「R」
p=1(atm)、V=22.4(l/mol)、T=273(K)
※絶対温度で考えるので、0(℃)=273(K)となります。
この値を使って、定数kを求めると
k=pV÷T=1×22.4÷273=0.082
この0.082のことを
気体定数といい、Rで表します。
※書籍によっては
としているものもあります。
そしてこの
気体定数Rは、気体の物質量に比例します。
つまり、1molのときは1R、2molのときは2R、nmolのときはnRとなります。
以上のことから次の式が成り立ちます。
変形して
この式のことを、
気体の状態方程式と言います。