科学 / 気体
理想気体の状態方程式計算機（PV = nRT）
お持ちの単位を使って、圧力、体積、物質量、温度についてPV = nRTの式を解きます。計算過程はSI単位で表示します。
理想気体の状態方程式計算機（PV = nRT）: 入力された各値をSI単位（パスカル、立方メートル、モル、ケルビン）に変換し、R = 8.314462618 J/(mol·K)を使ってPV = nRTを解きます。その後、答えを選択した単位に戻して表示します。SIでは2019年にアボガドロ定数とボルツマン定数の値が固定されたため、Rは正確な値です。値はSciPyの定数と一致しています。 サーバーへのファイルアップロードは一切なく、100%ブラウザ内でローカル実行します。
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圧力、体積、物質量、温度のうち3つを入力し、残り1つは空欄にしてください。
V = nRT ÷ P = 1 × 8.314462618 × 273.15 ÷ 101,325
PV = nRT。R = 8.314462618 J/(mol·K)は、2019年にSIが再定義されて以降の正確な値です。実在気体は通常の圧力と温度ではこの法則に近い挙動を示しますが、強く圧縮された場合や凝縮に近い状態では外れます。
計算例
25 °C、1 atmの1リットルのボトルには、n = PV ÷ RT = 101,325 × 0.001 ÷ (8.314 × 298.15) = 0.0409 molの気体が入ります。密閉したまま50 °Cまで加熱すると、圧力は101,325 × 323.15 ÷ 298.15 = 109,821 Pa、約1.08 atmまで上昇します。
モルをグラムに換算する場合はモル質量計算機を、気体を生成する反応式の係数をそろえる場合は化学反応式バランサーをお使いください。
この式に含まれる古典的な気体の法則
4つの量のうち2つを一定にすると、PV = nRTは古典的な法則のいずれかになります。ボイルの法則（温度一定ではP × Vが一定）、シャルルの法則（圧力一定ではV ÷ Tが一定）、ゲイ＝リュサックの法則（体積一定ではP ÷ Tが一定）、アボガドロの法則（V ÷ nが一定）です。
使い方
- 圧力、体積、モル単位の物質量、温度のうち3つを、それぞれ単位付きで入力します。
- 求めたい値は空欄のままにします。
- 選択した単位で答えを確認します。計算式も表示されます。
プライバシーと制限事項
すべての計算はブラウザ内で行われます。
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よくある質問
1モルの気体はどのくらいの体積を占めますか？
0 °C、1 atmでは22.414 L、25 °C、1 barでは24.79 Lです。
温度はなぜケルビンで入力する必要がありますか？
この法則は絶対温度に比例し、絶対温度は絶対零度から始まるためです。計算機が°Cと°Fを変換します。
理想気体の状態方程式が成り立たないのはどのような場合ですか？
高圧・低温の条件では、分子同士が近づき、互いに引き合うため成り立ちにくくなります。その場合はvan der Waals方程式などの実在気体の状態方程式のほうが適しています。
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