気体定数
気体定数とは熱力学における物理定数で、理想気体の状態方程式で用いられる比例定数である。具体的には1molあたりの理想気体における、エネルギーと温度の関係を表す。普通、記号はRで表される。
定義[編集]
気体の状態方程式の定義に使われており、圧力構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle p} 、気体の体積構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle V} 、物質量構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): n (mol)、絶対温度構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): T (K)との関係を表し、以下のような数式となる。
- 構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle pV=nRT}
よって
- 構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle R=\frac{pV}{nT}}
数値[編集]
国際単位系(SI)の2019年の改定以降の気体定数は以下の数値で定義される。高校物理では問題を解くときに基本的に8か8.3の値で与えられる。8.3の場合は面倒
- 構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle R=8.31446261815324\frac{J}{mol \cdot K}}
これは、22.4リットルの空気を1度上げるのに、8.3Jの熱量が必要であることを意味している。例えば、6畳の部屋（容積30立方メートルとする）を1度上げるには、11kJの熱量が必要である。
ボルツマン定数とアボガドロ定数との関係[編集]
気体方程式は粒子の数にも適用されるので、気体定数にはボルツマン定数構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle k_B} 、アボガドロ定数構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle N_A} と関係があり両者の積で表される。
- 構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle R=N_Ak_B}
- ボルツマン定数=構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle 1.380649 \cdot 10^{-23}J/K}
- アボガドロ定数=構文解析に失敗 (SVG（ブラウザのプラグインで MathML を有効にすることができます）: サーバー「https://ja.wikipedia.org/api/rest_v1/」から無効な応答 ("Math extension cannot connect to Restbase."):): {\displaystyle 6.02214076 \cdot 10^{23}mol^{-1}}
よって上記の国際単位系の数値になる。