ボイル･シャルルと状態方程式、どっちを使うか悩みませんか？【高校化学】

高校物理の熱力学、高校化学の気体の性質のところで次の2つを習います

ボイル･シャルルの法則：PV/T=P'V'/T'

理想気体の状態方程式：PV=nRT

化学の問題を解いていて、

ボイル･シャルルでいくか、状態方程式でいくか

悩んだりしませんか？

今回はそんな悩みにお答えします

2つの状態の状態方程式を立ててみましょう

P₁V₁=nRT₁

P₂V₂=nRT₂

辺々を割ると

P₁V₁/P₂V₂=T₁/T₂

変形して 

P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂

これは、とりもなおさずボイル･シャルルの法則ですね

つまり、

状態方程式を知っていれば、ボイル･シャルルは知らなくてもよいのです

高校化学で、両方を学ぶ理由は

ボイルの法則が発見されて

シャルルの法則が発見され

両者を合わせて、ボイル･シャルルの法則となり

最終的に状態方程式に整理された

という化学史を疑似体験してもらおう、ということだと思います

ボイル･シャルルの法則の式を立てることと、

2状態の状態方程式を立てて連立することは同じです

だから、ボイル･シャルルは覚えなくてもよいのですが、

知っていると多少便利なことはあります

ポイントは、

「ボイル･シャルルでいくか、状態方程式か、どっちでいくべきか」

などと悩む必要はない、ということです

また、答えが求まらない、式が足りないからと言って

状態方程式に加えて、

ボイル･シャルルの式も立ててしまうのは、ダメ、

それは蛇足の式である、

ということになります。

というわけで

ボイル･シャルルの法則は、2つの状態方程式を連立するのと同じ

ということです。

参考になりましたか？