ゲイ=リュサックの法則計算機
温度が上がれば圧力も上がる。タイヤの破裂から圧力鍋の仕組みまで。
ゲイ=リュサックの法則(アモントンの法則)とは?
ゲイ=リュサックの法則(Gay-Lussac's Law)は、**「体積が一定のとき、気体の圧力は絶対温度に比例する」**という法則です。フランスの化学者ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックにちなんで名付けられましたが、圧力と温度の関係についてはギヨーム・アモントンが先に発見していたため、「アモントンの法則」と呼ばれることもあります。
公式
$$ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} $$
- $P_1, P_2$: 初期および最終的な圧力
- $T_1, T_2$: 初期および最終的な絶対温度 (ケルビン)
重要: この計算を行う際は、摂氏 (℃) や華氏 (°F) を必ず絶対温度 (ケルビン K = ℃ + 273.15) に変換する必要があります。この計算機は自動的に変換・逆変換を行います。
日常生活での例
- 圧力鍋: 鍋を密閉して体積を一定に保ちながら加熱(温度上昇)すると、鍋内部の圧力が劇的に上昇します。これにより水の沸点が上がり、調理時間が短縮されます。
- 冬のタイヤ: 気温が下がる冬場、車のタイヤの空気圧警告灯が点灯することがあります。これはタイヤ内の空気が冷やされて圧力が下がったためです(体積変化が少ないと仮定)。
- エアゾールスプレー缶: スプレー缶を火の中に投げ入れてはいけない理由は、高温によって缶内部のガス圧力が急激に高まり、容器の耐圧限界を超えて爆発する恐れがあるからです。
他の気体法則との関係
- ボイルの法則: 温度一定 ($T_1=T_2$) のときの、圧力と体積の関係 ($P_1V_1 = P_2V_2$)。
- シャルルの法則: 圧力一定 ($P_1=P_2$) のときの、体積と温度の関係 ($V_1/T_1 = V_2/T_2$)。
- ボイル・シャルルの法則: これらを一つにまとめたもの ($PV/T = 一定$)。