使い方
- 求める量で、求めたい量を選びます。
- ほかの3つの欄を入力します。数字だけの場合は計算の単位として読まれ、atmやmLのような単位は換算されます。
- 求める量の欄は、そのままにしておきます。その欄の文字は読み取られません。
- 結果、同じ状態をほかの単位で示す表、その下の計算の過程を読みます。
理想気体の法則
理想気体の法則は、気体の4つの量、すなわち圧力P、体積V、物質量n(モル)、絶対温度T(ケルビン)を結び付けます。ボイルの法則(圧力と体積)、シャルルの法則(体積と温度)、アボガドロの法則(体積と物質量)を1つの関係にまとめたもので、化学の教科書OpenStax Chemistry 2e(英語)の9.2節でも示されています。
計算ツールはキロパスカル、リットル、モル、ケルビンで計算します。それらの単位では、気体定数はジュールの場合と同じ数になります。1 kPa·Lは1 Jだからです。
PV = nRT
P = 圧力、kPa
V = 体積、L
n = 気体の物質量、mol
T = 絶対温度、K
R = 8.314 462 618 kPa·L/(mol·K)
- ケルビンの温度は、摂氏の値に273.15を正確に足したものです。0°Cは273.15 Kです。
- Rは、SIの定義により正確な値です(NIST、CODATA 2022)。気圧とリットルでは0.082057 L·atm/(mol·K)で、教科書では0.08206や0.0821に丸められています。
理想気体の法則が正確な場合
この法則は、気体の分子が体積を占めず、互いに引き合わないと仮定します。空気、窒素、酸素、ヘリウム、そして通常の圧力と室温でのほとんどの気体では、ほぼ正しい仮定です。高い圧力では分子が体積の実際の一部を占めるため、また気体が液体に変わる温度の近くでは、精度が下がります。
このツールが含まないもの
- ファンデルワールスの式のような実在気体の式。分子の大きさと引力を補正します。
- 混合気体。各気体を単独で、同じ圧力、体積、温度で扱い、物質量を足し合わせます。
- 反応中の気体の変化。それは物質量を変えます。
実例:26.85°Cの2.00 molの気体、10.0 L
温度は26.85 + 273.15 = 300.00 K です。圧力は P = nRT ÷ V = 2.00 × 8.314 462 618 × 300.00 ÷ 10.0 = 498.9 kPa で、4.92 atmです。
| 量 | 値 |
|---|---|
| 温度 | 300.00 K(26.85°C) |
| 体積 | 10.0 L |
| 気体の物質量 | 2.00 mol |
| 圧力 | 498.9 kPa(4.92 atm) |
よくある質問
どの単位を入力すればよいですか?
欄が受け付ける単位であれば何でも使えます。圧力はkPa、Pa、bar、atm、体積はL、mL、m³、物質量はmolまたはmmol、温度は°Cまたは Kです。計算ツールは、すべてを計算の単位に換算します。
温度はなぜケルビンでなければならないのですか?
この法則は、零から始まる絶対温度に比例します。摂氏の値をそのまま使うと積が誤りになるため、26.85°Cはまず300.00 Kに直されます。
気体定数Rの値はいくらですか?
Rは8.314 462 618 J/(mol·K)で、SIの定義により正確な値です。kPa·L/(mol·K)でも同じ数になり、L·atm/(mol·K)では0.082057です。
答えが教科書と少し違うのはなぜですか?
教科書はRを0.0821や0.08206 L·atm/(mol·K)に丸めることがあり、それは有効数字の4桁目を変えます。計算ツールは正確な値を使うため、その桁で答えが異なることがあります。
入力したデータはサーバーに送られますか?
いいえ。計算はお使いのブラウザ内で行われ、入力した内容が当サイトに送られたり、保存されたりすることはありません。
出典
- OpenStax Chemistry 2e, 9.2節(英語): Relating Pressure, Volume, Amount, and Temperature: The Ideal Gas Law
- NIST(英語): molar gas constant R, CODATA 2022 (exact value 8.314 462 618 J/(mol·K))
数値と文章の最終確認日:2026年11月10日火曜日。