状態方程式

定義

気体の圧力・体積・温度・物質量の関係を表す式。

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気体は、押し縮めると体積が小さくなり、温めると膨らむ。このように、圧力・体積・温度は互いに関係しており、その関係を一つの式でまとめたものが状態方程式である。

数式

\[PV = nRT\]

\(P\)：圧力（Pa）
\(V\)：体積（m³）
\(n\)：物質量（mol）
\(R\)：気体定数（J/(mol・K)）
\(T\)：絶対温度（K）

また、物質量 \(n\) を質量 \(m\) とモル質量 \(M\) で表すと

\[PV = \frac{m}{M}RT\]

\(m\)：質量（kg）
\(M\)：モル質量（kg/mol）

ポイント

• 温度は必ず絶対温度で扱う（℃のままでは使えない）
• この式は理想気体に対して成り立つ近似である
• 圧力・体積・温度の3つの関係（ボイル・シャルルの法則）をまとめた形になっている