理想気体ラボ
跳ね回る分子と本物の物理:圧力は壁との衝突から生まれ、P·V = n·R·T がリアルタイムに成り立つ。
これは本物の分子運動です——圧力にフェイクはありません。分子は飛び回って壁と弾性衝突し、圧力は分子が壁に与える力積から実測します(理論値 N·k_B·T/A と一致)。加熱すれば分子は速くなり、ピストンをドラッグすれば体積が変わり、分子を追加することもできます。気体定数 R = 8.314 J/(mol·K) のもと P·V = n·R·T が釣り合い続けるのを見てみましょう。
理想気体の法則 · PV = nRT
P·V=92 kPa×27.0 L=2494 J
≈n·R·T=1.00 mol×8.314×300 K=2494 J
気体定数: R = 8.314 J/(mol·K)
個: 120 · 温度: 300 K
⇄ 体積
プリセット
読み出し
温度300 K27 °C
体積27.0 LA = 54.0 m²
物質量1.00 molN = 120 個
実測圧力…
0.0 kPa理論値(PV=nRT): 92.4 kPa平均速さ0.00 m/s½m⟨v²⟩ ∝ T
公式・出典
P·V = n·R·T (R = 8.314 J/mol·K)
P from wall-collision impulse (measured)
½m⟨v²⟩ ∝ T (kinetic theory)
Boyle P∝1/V · Charles V∝T · Gay-Lussac P∝T