ボイル・シャルルの法則

シャルルの法則

シャルルの法則は気体の温度と体積の関係をまとめたものだ。
ボイルの法則と一つの式にまとめられボイル・シャルルの法則となった。

気体が加熱されると(温度が上がると)、膨張する(体積が増加する)。
このとき圧力が一定に保たれていれば、体積Vと温度Tの逆数の積は加熱前と加熱後で変化しない。
シャルルの法則という。

シリンダに気体を密封して加熱する。気体が膨張してもピストンが自動で動き圧力が一定となるようにする。
温度が2倍になったとき、気体の体積も2倍になると考えるといい。

縦軸を体積、横軸を温度とするグラフでは、シャルルの法則を直線となる。

P-Vグラフを用いてシャルルの法則を解説しよう。
ボイルの法則で使用したP-Vグラフが再度登場する。
図中の双曲線は、温度がTb、Tcのときのボイルの法則のグラフだ。

シリンダ中の気体の体積がVb、圧力がPbであれば、気体の状態はグラフ中の点bに相当する。
シリンダを加熱すると気体は膨張する。

圧力が一定となるようにピストンを移動させれば、体積はVbからVcに増加する。
この過程で、気体の状態は点bから点cに向けて移動したことになる。
水平に移動したのは圧力が変化しなかったからだ。

次のページでは、ボイルの法則をシャルルの法則を統合する。

2016/10/16