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令和6年11月21日 （木）

⇒#113@物理量;

⚖️ 気体定数

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【物理量】気体定数⇒#113@物理量;
気体定数 R / J/K・mol = 8.314472

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気体定数の大綱となる 物理量は、気体定数です。

おなじみ気体定数です。ボルツマン定数にアボガドロ数をかけて得られます。

熱エネルギー Q 〔J〕＝物質量 n 〔mol〕×気体定数 R 〔J/K・mol〕×温度 T 〔K〕

気体定数 R 〔J/K・mol〕＝ボルツマン定数 k_B 〔J/K〕×アボガドロ定数 N_A 〔1/mol〕

◆状態方程式

圧力 p 〔Pa〕×体積 V 〔m³〕＝物質量 n 〔mol〕×気体定数 R 〔J/K・mol〕×温度 T 〔K〕

気体定数を求める計算式

• :気体定数
• :気体定数（R=CP-CV）
• :気体定数
• :理想気体の体積
• :理想気体の圧力
• :理想気体の定容モル熱容量
• :理想気体の定圧モル熱容量
• :気体定数（R=CP-CV）
• :ネルンストの式
• :熱エネルギー

気体定数の細目となる 物理量

• 気体定数
• 気体定数

気体定数を使うプロット

化学種 の気体定数

材料 の気体定数

id	材料	数値/J/K・mol	数値

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物理は自然を測る学問。物理を使えば、 いつでも、 どこでも、みんな同じように測れます。 その基本となるのが 量と 単位で、その比を数で表します。 量にならない 性状 も、序列で表すことができます。

物理量は単位の倍数であり、数値と 単位の積として表されます。

量と 量との関係は、 式で表すことができ、 数式で示されます。 単位が変わっても 量は変わりません。 自然科学では数式に 単位をつけません。 そのような数式では、数式の記号がそのまま物理量の量を表す方程式を量方程式と言います。

逆に数式の記号が数値を表す方程式を数値方程式と言います。 数値方程式では、記号の単位を示す必要があります。

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SIの7つの定義定数と基本単位

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エネルギーとバルクの材料物性

バルクには、少なくとも物性が定まる程度の寸法が必要です。 たとえば、原子内部などに、 物性を議論するのは無意味です。

水 の三重点は、物理定数です。

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物理量のテーブルを参照しています。 性状

量を単位と数の積であらわすことができたらラッキーです。 客観的な数を誰でも測定できるからです。 数を数字（文字）で表記したものが数値です。 数値は測定誤差ばかりでなく丸め誤差も含まれます。

だから0.1と表現されれば、 誰でも客観的な手段で、有効数字小数点以下１桁まで測定できることを意味します。

では、単位と数値を持たなければ量的な議論ができないのかと言えばそんなことはありません。

たとえば「イオン化傾向」というのがあります。 酸化還元電位ととても関係がありまが同じではありません。 酸化還元電位は単位と数の積で表現できます。 でもイオン化傾向、それぞれに数はありません。

でもイオン化傾向が主観的なのかといえば、そうではなくかなり客観的なものです。 数がわかっていなくても順位がわかっているという場合もあるのです。 こういう特性を序列と読んだりします。 イオン化傾向 や摩擦帯電列は序列なのです。 余談ですが、序列も最尤推定可能で、スピアマンの順位相関分析が有名です。

単位までとはいかなくても、その量の意味を表現することを次元と言います。 イオン化傾向と 酸化還元電位は同じ意味ではありませんが、 イオン化傾向の序列になっている次元と酸化還元電位の単位の次元が同じということはできそうです。

議論の途中で次元を意識することは、考察の助けになります。 そんなわけで仮に単位を定めてみることはとても大切です。

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ラテン文字（ローマ文字）

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ギリシャ文字

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数式の例

	数式	備考
$pV=nRT$	気体の状態方程式 1662～1802
$E=E^0-\frac{RT}{nF}\ln K$	ネルンストの式 1889
$S=k_{\mathrm{B}}\ln W$	ボルツマンの式 1877