ボイル・シャルルの法則の使い方（気体の体積の変化）

一定量の気体では、圧力と体積の積を絶対温度で割った値が変わりません。これをボイル・シャルルの法則といいます。変化前の状態と、変化後の圧力・温度から、変化後の体積を求めます。

$P$ は圧力、$V$ は体積、$T$ は絶対温度で、添字の 1 が変化前、2 が変化後です。体積について解くと、次の形になります。

圧力が上がれば体積は縮み、温度が上がれば膨らむ、という 2 つの効き方をそのまま掛け合わせた形です。

温度は必ず絶対温度にする

摂氏のまま比を作ってはいけません。0 °C から 10 °C になっても体積が無限に増えるわけではなく、実際は 273.15 K から 283.15 K への 1.037 倍です。摂氏には原点がないので、比を取ることに意味がありません。この計算機は摂氏で受け取り、内部でケルビンに直します。

例

圧力 101.3、体積 2、温度 27 °C の気体を、圧力 202.6、温度 127 °C にすると、体積はおよそ 1.333 になります。

絶対温度は 300.15 K と 400.15 K です。圧力が 2 倍になるので体積は 2 分の 1、温度が 1.333 倍になるので体積も 1.333 倍で、2 × 0.5 × 1.333 = 1.333 です。

注意点

圧力と体積の単位は、答えにそのまま引き継がれます。変化前と変化後で単位を揃えてさえいれば、kPa でも atm でもかまいません。

気体の量が変わらないことが前提です。容器から気体が漏れたり足されたりする場合には使えません。