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ボイルシャルルの法則に関して、体積と圧力が変化すると温度も変化すると思ったのですが、変化する温度とは気体の温度ですか?
画像では、ヒーターを使っており、体積と圧力が変化すると、それに伴いヒーターの温度が変化するかするとは考え難いのですが、体積と圧力が変化する場合でのTは何を表しているのですか?

「ボイルシャルルの法則に関して、体積と圧力」の質問画像

A 回答 (2件)

(1)あるnモルの気体があって、その圧力、体積、その絶対温度は、それぞれ、P,V,Tである。


この時、PV/Tは一定値nRになる。これをボイルシャルルの法則という。
PV/T=nR__①
この式を理想気体の気体方程式という。nが一定のとき、式の右辺は一定なので、昔は、PV/T=一定を
ボイルシャルルの法則といった。今は式①をボイルシャルルの法則という。
(2)ボイルシャルルの法則は変化を説明するものではありません。気体を加熱したり、
断熱圧縮したりすれば温度も変化し、また圧縮すれば、体積も変わります。加熱すれば、高温の部分と、それより低温の部分とができたりします。それが落ち着いて、気体の内部の温度、圧力が一様になったとき(安定状態)、その圧力、温度、体積、量(モル数)をP、T、V、nとすると、式①が成り立ちます。ヒータで加熱した時は、理想を言えば、加熱をやめて、冷めないように断熱材でくるむイメージです。しかし、短時間または一瞬間の温度を論じるときは、冷める心配はしなくてよい。温度にむらがある時も、微小部分に分けて考える時は、無視してよい。圧力にむらがある時は、気体は対流が生じるので対流が止まるまで待つ。対流が定常流のときは、微小部分に分けて考える必要がある。
(3)ボイルシャルルの法則を、変化を説明するものと考えた時は、
変化前の圧力、温度、体積、量(モル数)をP1、T1、V1、n1とし、変化後の圧力、温度、体積、量(モル数)をP2、T2、V2、n2とすると
P1V1/n1T1=R=P2V2/n2T2__②
すなわち、PV/nTは変化の前後で変わらない。そのとき、もしn1=n2、T1=T2なら
P1V1=P2V2__③
となりボイルの法則になる。もしn1=n2、P1=P2なら、シャルルの法則になる。
V1/T1=V2/T2__④
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気体の温度。

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