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理想気体の状態方程式(りそうきたいのじょうたいほうていしき)は、理想気体を有効に記述する状態方程式。次のように表される。

:$PV\; =\; nRT$

ここで、p は気体の圧力、V は気体が占める体積、n は気体の物質量(モル数)、R は気体定数、T は気体の熱力学温度である。

この式は、気体の法則すなわち次の法則を一般化したものである。

・ボイルの法則…温度一定のもとでは、圧力と体積は互いに反比例する。

・シャルルの法則…圧力一定のもとでは、体積は熱力学温度に比例する。(ゲイ・リュサックの法則ともいう)

・ボイル=シャルルの法則…体積は、圧力に反比例し、熱力学温度に比例する。

・アボガドロの法則…温度・圧力一定のもとでは、気体の体積は物質量に比例する。

実在気体の場合は、気体は近似的にこの方程式に従い、式の有効性は気体の密度が0に近づき(低圧になり)、かつ高温になるにつれて高まる。密度が0に近付けば、分子の運動に際し、お互いがぶつからずに、分子自身の体積が無視できるようになる。また、

高温になることによって、分子の運動が高速になり、分子間力(ファンデルワールス力)が無視出来るようになるからである。

◆関連項目

・熱力学

・気体分子運動論

・ファンデルワールスの状態方程式

・ビリアル方程式

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・理想気体の状態方程式 page1