理想気体の状態方程式計算機の使い方
- 「求める値」で圧力、体積、物質量、温度のいずれかを選びます。
- 残りの3つの値と単位を入力します。
- 計算結果を確認します。温度は絶対温度(K)として扱われ、摂氏温度を入力した場合も内部でケルビンに換算されます。
PV=nRTの計算式
理想気体の状態方程式は次のとおりです。
PV = nRT
この計算機では、気体定数として R = 8.314462618 J/(mol・K) を使用します。未知の値に応じて、次の形に変形して計算します。
P = nRT / VV = nRT / Pn = PV / RTT = PV / nR
| 記号 | 意味 | SI単位 |
|---|---|---|
| P | 絶対圧力 | Pa |
| V | 体積 | m³ |
| n | 物質量 | mol |
| T | 絶対温度 | K |
| R | 気体定数 | J/(mol・K) |
前提条件と限界
理想気体の状態方程式は、気体分子の体積と分子間力を無視できるという近似に基づきます。高圧または低温では実在気体がPV=nRTからずれることがあるため、精度が重要な場合は圧縮係数や実在気体の状態方程式を用いてください。圧力には絶対圧力を使い、温度は必ずKで扱うことが大切です。摂氏温度からは K = ℃ + 273.15 で換算できます。
活用例
- 化学・物理の授業や宿題でPV=nRTを確認する
- 実験で採取した気体の物質量を見積もる
- 容器内の気体の圧力または必要な容積を概算する
- 工学的な初期見積もりで気体の状態を比較する