PV=nRTが納得できません。

質問

気体の温度と圧力の関係に関する質問です。
気体の分子のひとつひとつの運動が速ければ、温度が高いということになりますが、その速度で動いている分子の密度が大きい場合は温度が変わらず圧力が上がります。疑問を持つべき場所では無いのかもしれませんが、やっぱり納得できません。速い分子の数が1個だけの場合と比べて、たくさんある場合の方が「熱い!!」と感じないのでしょうか。

回答No.3

noname#208392 · ベストアンサー

それは、確かに「熱い」と感じるだろうと思いますよ。

ある温度の気体に指を突っ込むとするでしょう？中の分子の数が多ければ多いほど、指にぶつかってくる分子が多いから、指の温度が早く上がりますし、その気体は指によって冷める度合いが少ないでしょう？
これがあなたの想像の「熱い!!」です。

分子ひとつの中に指入れても、分子ひとつ指にぶつかって、それでその気体は冷めてしまいます。また、分子ひとつ分のエネルギーで指の温度がどれくらい上がるものか・・・・つまり全然熱くないはずです。
計算してませんが、分子ひとつなら、2000℃の"気体"に指入れたって、痛くも痒くもないんじゃないかな。

気体の状態方程式でいう温度は、そういうふうに温度を測る指なり器具が、奪う温度を考えていません。
#2の方のご説明にもあるとおり、分子がひとつであろうが、10000000個であろうが、それぞれが100℃なら、全体も100℃となるわけです。

お礼

有難うございました。大変良くわかりました。インピーダンスの高い高電圧のようなものですね。御陰様ですっきりできました。

回答No.2

bibendumbibendum

子供のころ、こんなクイズがありました。
50kgの水と50kgの水を混ぜたら、重さはいくつになる？
答えは100kg
じゃ、５０℃の水と50℃の水を混ぜると何℃になる？
僕たち子供は全員で100℃と答えますが、それは間違えであることはすぐにわかりますよね。

ということで、温度は量によらない物理量です。

お礼

有難うございます。なんだかそんなクイズがあったことを懐かしく思い出しました。

回答No.1

noname#147892

この式は、気体の法則すなわち次の法則を一般化したものですね。

ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル＝シャルルの法則、アボガドロの法則

実在気体の場合は、気体は近似的にこの方程式に従い、
式の有効性は気体の密度が0に近づき（低圧になり）、
かつ高温になるにつれて高まる。
密度が0に近付けば、分子の運動に際し、お互いがぶつからずに、
分子自身の体積が無視できるようになる。
また、 高温になることによって、分子の運動が高速になり、
分子間力（ファンデルワールス力）が無視出来るようになるから。

では？

お礼

早速のご回答をありがとうございました。