気体のモル数計算ツール（PV = nRT）

計算を入力してください

圧力 P（atm）

体積 V（L）

温度 T（K）

結果

気体の物質量

1

モル（mol）

気体定数 R	0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹
O₂ の場合の質量（32 g/mol）	32 g

気体のモル数計算ツールとは？

このツールは理想気体の状態方程式 \(PV = nRT\) を用いて、圧力（P）・体積（V）・絶対温度（T）が分かっているときに気体の物質量、つまりモル数（n）を求めます。式を \(n\) について解くと $$n = \frac{PV}{RT}$$ になります。気体が理想気体に近いふるまいをする場面なら、実験室・授業・工学のいずれでも使える、物理・化学の万能ツールです。

理想気体の法則は、圧力(P)・体積(V)・温度(T)を気体の物質量(n)と関係づけます。

使い方

圧力を気圧（atm）、体積をリットル（L）、温度をケルビン（K）で入力してください。ツールが \(PV\) を \(R \times T\) で割り、気体の物質量をモル単位で表示します。さらに、その気体が酸素（O₂、32 g/mol）だった場合の質量も目安として表示するので、答えの妥当性をすばやく確認できます。セ氏温度は 273.15 を足してケルビンに変換すること、ゲージ圧は先に絶対圧に直しておくことを忘れないでください。

計算式の解説

理想気体の状態方程式は、4つの状態量を結びつけます。$$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$$ここで \(R\) は気体定数で、これらの単位を使う場合は 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ です。未知のモル数について解くと $$n = \frac{PV}{RT}$$ となります。圧力や体積が大きいほど気体の粒子は多く、\(P\) と \(V\) が一定のまま温度が高いほど粒子は少なくなります。

PV = nRT を変形してモル数 n を求める。

計算例

10 L の容器に、2 atm・300 K の気体が入っているとします。このとき $$n = \frac{2 \times 10}{0.082057 \times 300} = \frac{20}{24.617} \approx 0.8124 \text{ mol}$$ となります。もしこの気体が O₂ なら、およそ 26 g に相当します。

よくある質問

どの単位を使えばいいですか？ 圧力は atm、体積はリットル、温度はケルビンを使い、\(R = 0.082057\) とします。単位を混在させると正しい答えになりません。

なぜ温度はケルビンなのですか？ 状態方程式は絶対温度を前提としています。セ氏のままだと値がゼロや負になり、物理的に成り立たなくなってしまいます。

実在気体でも正確ですか？ 厳密に正しいのは理想気体のときだけですが、低圧かつ中〜高温の条件では非常によい近似になります。