理想気体の状態方程式 (2つの状態を比較する)

高圧ガス製造保安責任者乙種化学の試験(以下、高圧ガス乙種化学試験)で理想気体の状態方程式についての問題はよく出題されています。

しかし、問題はさまざまな形式で出題されるため、状態方程式をしっかりと暗記し、たくさんの問題演習を行い理解を深める必要があります。

状態方程式についての詳細はこちらの記事で詳しく説明しているので、不安がある方はこちらの記事も読んでみてください。

 理想気体の状態方程式の確認

演習問題はこちらの記事でも用意していますので、演習問題をやってみたい方はこちらの記事を使って演習してください。

 理想気体の状態方程式を利用した計算問題 [演習 1]

今回の記事では理想気体の状態方程式を少し変形して、2つの状態を比較するための理想気体の状態方程式を確認していきます。

理想気体の状態方程式の復習

理想気体の状態方程式は以下のように表されます。

 理想気体の状態方程式の確認

理想気体の状態方程式の変形

2つの気体の状態を比較するために以下のように状態方程式を変形していきます。

以前、こちらの記事でも紹介したようにRは気体定数を表しており、その値は常に8.314です。

そのため、2つの状態を比較する際にこちらの式を利用すると簡単に計算することができます。

2つの状態での状態方程式

理想気体が2つの状態で存在していると仮定し、それぞれを状態1,状態2とします。(条件などは以下に記述します)

先程の状態方程式の変形によって、全ての状態において以下の式が当てはまることがわかっています。

2つの状態方程式の連結

2つの状態で右辺がどちらもR(定数)となっているため、状態1の状態方程式と状態2の状態方程式を連結することができます。

そのため、二つの式を連結すると

となります。

本記事のまとめ

今回の記事では理想気体の状態方程式を変形することで、2つの状態を比較することができることを確認していきました。

こちらの方程式もさまざまな問題を解くうえで必要となりますので、ぜひ覚えてしまいましょう。