📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

圧力が一定のとき、気体の体積は絶対温度に比例します（シャルルの法則）。温度を上げればピストンが押し上げられて体積が増え、温度を下げれば体積が縮みます。\(V\text{-}T\) グラフは原点を通る直線になります。

大事なのは温度の単位。℃ ではなく絶対温度 \(T\)〔K〕で考えること。0 ℃ で体積が 0 になるわけではない！

✏️ 求めるもの

温度を変えたあとの体積 \(V_2\)（または温度 \(T_2\)）。圧力は一定であることが前提。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

絶対温度 \(T\) を上げるとピストンが押し上げられ、体積が増える
\(V\text{-}T\) グラフは原点を通る直線（反比例ではなく比例）
℃ のまま考えると原点を通らないので、必ず \(K\) で考える

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具

シャルルの法則：\(\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}\)（圧力一定のとき）
つまり \(V_2 = V_1 \cdot \dfrac{T_2}{T_1}\)
温度変換：\(T\;[\text{K}] = t\;[\text{℃}] + 273\)

℃ を K に変換：\(t\) ℃ を \(T = t + 273\) K に直す。これを忘れると比率がめちゃくちゃになる
初期と最終の \(V, T\) をリスト化：表で整理すると代入ミスが減る
シャルルの法則に代入：\(\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}\) から未知の量について解く
単位チェック：体積の単位（\(\text{m}^3\) か \(\text{cm}^3\) か L か）を揃える

注意

シャルルの法則で使う温度は必ず絶対温度（K）。℃ のまま \(V_2 = V_1 \cdot \dfrac{t_2}{t_1}\) として計算すると誤り。たとえば \(20\) ℃ を \(2\) 倍した \(40\) ℃ は熱力学的には「2倍の温度」ではない（正しくは \(293\) K → \(586\) K）。

💡 ヒント：シャルルの法則（圧力一定）

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💡 考え方のヒント