「温度が一定のとき、気体の体積は圧力に反比例する。」という法則です。
ボイルの法則に従うと、温度が一定のとき、圧力(P)を2倍にすると体積(V)は2分の1になります。
「圧力が一定のとき、一定質量の気体の体積は、温度が1℃上昇または下降するごとに、0℃における体積の273分の1ずつ膨張または収縮する。」という法則です。
「0℃における体積の273分の1」は、0℃における絶対温度が273Kであることに由来します。絶対温度は-273℃を基準としたもので、単位にK(ケルビン)を用います。
絶対温度を用いてシャルルの法則を言い換えると、「圧力が一定のとき、一定質量の気体の体積は絶対温度に比例する。」となります。
シャルルの法則に従うと、圧力が一定のとき、温度(T)を273Kから373Kにすると、体積(V)は373/273倍になります。273K時の体積をV1、373K時の体積をV2とすると、次の等式が成り立ちます。
ボイルの法則とシャルルの法則に従う仮想的な気体を理想気体といいます。
実在する気体は、厳密には2つの法則に従いません。温度が高く、圧力が低いときに理想気体に近づきます。
「混合気体の全圧は、各気体の圧力の和に等しい。」という法則です。
混合気体を構成する各気体の圧力を「分圧」といい、混合気体の圧力を「全圧」といいます。
気体Aと気体Bからなる混合気体の全圧をPとしたとき、気体A・Bの分圧をそれぞれPA、PBとすると、次のようになります。
ボイルの法則とシャルルの法則の組み合わせとして、正しいものはどれか。