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気体の状態方程式の意味をこたえよ。  と聞かれたら、なんと解答すればいいので...

rii********さん

2007/4/1411:42:54

気体の状態方程式の意味をこたえよ。
と聞かれたら、なんと解答すればいいのでしょうか??
意味ってゆわれても・・・って感じなのですが。
誰かこたえてくだされば幸いです。

補足説明文の中に、「独立に測定できる値」ということばをいれたら、どういう解答になるでしょうか・・・?

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ベストアンサーに選ばれた回答

him********さん

2007/4/1412:15:42

理想気体の状態方程式(ideal gas equation)は、理想気体を有効に記述する状態方程式。次のように表される。

pV=nRT
ここで、p は気体の圧力、V は気体が占める体積、n は気体の物質量(モル数)、R は気体定数、T は気体の熱力学温度である。

この式は、気体の法則すなわち次の法則を一般化したものである。

ボイルの法則…温度一定のもとでは、圧力と体積は互いに反比例する。
シャルルの法則…圧力一定のもとでは、体積は熱力学温度に比例する。(ゲイ・リュサックの法則ともいう)
ボイル=シャルルの法則…体積は、圧力に反比例し、熱力学温度に比例する。
アボガドロの法則…温度・圧力一定のもとでは、気体の体積は物質量に比例する。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%90%86%E6%83%B3%E6%B0%97%E4%BD%93%E...

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pis********さん

編集あり2007/4/1620:16:45

これは、どれぐらいの分量(文字数)で答えるかによって変わると思います。

最も簡単な答
「熱力学的な気体の状態は、気体の分子数(モル数)、圧力、体積、温度の四つで指定できる。気体の状態方程式とは、それら四つの値の関係を表した式である。」

「意味を答えよ」なら、これで十分だと思いますが、もう少し回答欄があるようなら、上の答えに以下を付け加えればいいでしょう

「気体が理想気体のときは、モル数をn、圧力をP、体積をV、温度をT、気体定数をRで表すと
PV=nRT
となることが知られている、これが理想気体の状態方程式である。この関係式のため、四つの値のうち、実際は三つが決まれば、残りの一つは自動的に決まることになる。即ち独立に値を変えることが出来るのは、三つだけということになる。」

さらに回答欄が余るようなら、さらに以下をつければいいと思います。

「実在の気体は、理想気体の状態方程式とは少しずれた振る舞いをする。そこで実在の気体に合わせて修正した状態方程式も使われることがある。
例えば、ファンデルワールスの状態方程式は
(P+a/V^2)(V-b)=nRT
というものである。aとbは気体ごとに決まる定数であり、a=b=0のとき、理想気体の状態方程式と一致する。」

こんなものでどうでしょう。

「独立に測定できる値」というのは、よくわかりません。量子力学でない限り、古典物理ならどんなものでも独立に測定出来るのが普通です。上に示したように、物理量に関係があれば、「ある物理量と別の物理量が独立に値を変化させられるか?」ということは必ずしも自明でないので、古典物理でも重要なポイントなりますが、「独立に測定できるかどうか?」というのは古典物理では、一般に、出来ます。

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