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気体定数の求め方は?
- 気体定数の求め方について説明します。
- 気体定数はボイルシャルルの法則を用いて求めることができます。
- ただし、単位の表記に注意が必要です。
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ボイル・シャルルの法則 pv/T=k(一定)※pは気体の圧力、vは気体の体積、Tは絶対温度 1molの気体の体積をVL/molとし、1molの気体について比例定数kを求めると、 k=pV/T 標準状態(273K、1.013×10^5Pa)においてV=22.4L/mol これを代入すると、 k=1.013×10^5Pa × 22.4L/mol / 273K ≒ 8.31×10^3 Pa・L/K・mol このkを気体定数とし、Rで表す。 R=pV/T pV=RT アボガドロの法則より、同温同圧の気体には同数の分子が含まれる。すなわち、気体の体積は分子数(物質量nmolとして扱う)に比例するので、 v=nV V=v/n これをpV=RTに代入すると、 pv/n=RT pv=nRT これでどうでしょう。教科書通りの説明に納得してくれない生徒さんも、大抵納得してくれますが。
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- htms42
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気体の状態方程式は PV=nRT です。 変形するとR=PV/nTになります。 n=1の時に R=PV/Tになりますが単位としては分母にmolが残っているのです。 Vはn=1の時の体積に意味が変わっています。22.4Lというのは1molという指定がなければ使うことの出来ない量のはずですね。 モル体積になっていることが分かるような表現が必要であれば R=PV/nT=P(V/n)/T とすればいいです。
- KappNets
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http://ja.wikipedia.org/wiki/気体定数 を引用しますが、1モルの理想気体において、PV/T(P: 圧力、V: 体積、T: 絶対温度)は一定に保たれます。この定数を気体定数Rと言います。定圧定温下では体積は物質量に比例しますから、n モルの場合 PV/T=nR となります。(理想気体の状態方程式) つまりあなたの疑問はnを考えることで解消します。n が増えるだけ V を増やすと原子密度が保たれて全く同じ状態になるわけですね。
補足
違います。質問をきちんと読んでください。 「1モルの理想気体において、PV/T(P: 圧力、V: 体積、T: 絶対温度)は一定に保たれます。この定数を気体定数Rという」 ならばRの単位はPa*L/Kとなるはずじゃないですか? それが気体定数の単位はPa*L/mol*K となっているから疑問なんです
補足
つまりそれは、気体の状態方程式があって、そこから気体定数を定義してる ということですよね しかし手元の参考書をみたところ気体の状態方程式の導出に気体定数が必要とされているので 循環論法になってしまうと思うのですが? ちなみに参考書では ボイル→シャルル→ボイル・シャルルで1molの時を考えて気体定数を定義→気体の状態方程式 という運びになっています