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計算を入力してください

公式

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結果

気体の圧力
1
atm(気圧)
圧力(Pa) 101,324.41 Pa
計算式 P = nRT / V

この計算ツールでできること

理想気体の圧力計算ツールは、理想気体の状態方程式を圧力について解きます。気体の物質量(モル)、絶対温度(ケルビン)、容器の体積(リットル)を入力すると、気体が及ぼす圧力を atm(気圧)と Pa(パスカル)の両方で求められます。特定の国の条件に依存しない、物理・化学の普遍的なツールです。

使い方

次の3つの値を入力します。気体のモル数(\(n\))、温度(ケルビン、\(T\))、体積(リットル、\(V\))です。計算ボタンを押すと、\(P = nRT/V\) の式が適用されます。温度は必ず絶対温度(ケルビン)で入力する点に注意してください。摂氏(℃)からは 273.15 を足して変換します。

計算式の解説

理想気体の状態方程式は \(PV = nRT\) です。これを圧力について変形すると $$P = \frac{nRT}{V}$$ となります。ここで \(R\) は気体定数で、圧力を atm、体積をリットルで表す場合は 0.082057 L·atm/(mol·K) です。求めた結果に 101,325(1 気圧あたりのパスカル数)を掛けると、Pa(パスカル)に換算できます。

容器内の気体分子が壁に圧力を加える図
圧力は気体分子(\(n\))が容器の壁に衝突することで生じ、温度\(T\)と体積\(V\)によって決まります。

計算例

たとえば、2 モルの理想気体を 300 K の状態で 10 L の容器に封入したとします。このとき $$P = \frac{2 \times 0.082057 \times 300}{10} = \frac{49.2342}{10} = 4.92342 \text{ atm}$$ となり、約 498,856 Pa に相当します。これは通常の大気圧のおよそ 4.9 倍に当たります。

よくある質問

なぜ温度はケルビンでなければならないのですか? 状態方程式は、圧力と体積が絶対温度に比例することを前提としています。摂氏(℃)を使うと、誤った値や負の値になってしまいます。

結果はどの単位で表示されますか? 主たる結果は atm(気圧)で、もう一つの行で Pa(パスカル)に換算した値を表示します。1 atm = 101,325 Pa です。

実在気体のふるまいは考慮されますか? いいえ。このツールは理想気体モデルを用います。多くの気体について、中程度の温度かつ低~中程度の圧力では十分に正確ですが、凝縮点付近や極端に高い圧力では誤差が大きくなります。

最終更新: