理想的なガス法とは？

理想的なガスの法則は、化学で使用される方程式であり、ランダムに移動し、他のガスと相互作用しない仮想の気体物質である「理想的なガス」の動作を記述します。 方程式は、PV = nRTとして定式化されます。つまり、圧力と体積の積は、モル数と理想ガスの定数と温度の積に等しくなります。 理想的なガスの法則は、SI単位系で一般的に使用されるため、Pはパスカル、Vは立方メートル、nは無次元でモル数を表し、Rはジュールをケルビン倍モルで表し、Tはケルビン。 この法則はPV = NkTとしても与えられ、粒子数（N）がモル数に置き換わり、ボルツマン定数が理想気体定数に置き換わります。

理想的なガスの法則を扱う人が理解しなければならない重要な要素の1つは、理想的な理論的な状況でのみ機能するということです。 実際のガスは相互に、またさまざまな程度で自身と相互作用し、それらの相互作用はガス粒子の動きのランダム性を損ないます。 たとえば、低温と高圧では、ガス間の引力がガスの挙動を大きく変える可能性があります。 十分に低い温度と高圧では、多くの気体が液体になりますが、理想的な気体の法則はこの挙動を考慮していません。

理想的なガスの法則にはさまざまな用途がありますが、ほとんどの場合、理論的な状況が関係します。 理想的なガスの法則を使用して、残りの特性を知っていると仮定して、理想的なガスの未知の特性を決定できます。 たとえば、圧力、モル数、温度がわかっている場合は、単純な代数で体積を計算することができます。 場合によっては、理想的なガスの法則は実際の状況で使用できますが、特定の温度および圧力条件で挙動が法則に厳密に従うガスでのみ、それでも近似としてのみ使用できます。

理想的なガス法は通常、高校および大学の一般化学のクラスでかなり詳細に教えられます。 学生は化学の計算の基礎を学ぶために法律を使用し、実際に方程式を適用する前にいくつかの単位変換を行うことがしばしば要求されます。 法律は、ガスの挙動に関するいくつかの重要な概念も示しています。 たとえば、気体系の圧力の増加は体積の減少に対応する傾向があり、逆もまた同様です。 方程式が実際の気体システムに関する正確な計算に使用できない場合でも、示された関係を理解することが重要です。