化学徒の備忘録

化学系の用語や論文、動画などをわかりやすく紹介していきます

【状態方程式】圧力×体積=エネルギーであるということ

理想気体の状態方程式

系の圧力をp、体積をVとする。理想気体の状態方程式は次のように表される。

 pV = nRT

左辺の単位

この圧力pの単位はPa = N m-2 は(N・m)×m-3 = J m-3 と書くことができる。

体積Vの単位は、m3 である。

よってpVの単位はJ m-3 ×m3 = Jであり、エネルギーであることを表す。

つまり、圧力×体積はエネルギーを表すということができる。

右辺の単位

当然、状態方程式の右辺の単位もエネルギーを表す。

nの単位はmolである。気体定数はR = 8.314 J mol-1 K-1 である。温度Tの単位はKである。

よってnRTの単位は、mol× J mol-1 K-1 × K = Jとなる。