💡 ヒント:例題1 — ボイル・シャルルの法則

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

圧力・体積・温度がすべて変わる「混合タイプ」の問題は、ボイル・シャルルの法則 \(\dfrac{pV}{T} = \text{一定}\) で一気に解けます。コツは変化前と変化後の値を表に整理してから式を立てること。

初めの状態を「状態 1」、変化後を「状態 2」と名付けて整理すると、混乱しません。

✏️ 求めるもの

初期状態 \((p_1, V_1, T_1)\) から変化後 \((p_2, V_2, T_2)\) のうち、与えられていない量(多くの場合 \(p_2\) または \(V_2\) または \(T_2\))を求める。すべての温度は絶対温度(K)に直す。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 状態を整理する表を書く:「状態1:\(p_1, V_1, T_1\)」「状態2:\(p_2, V_2, T_2\)」と並べる
  2. 絶対温度に変換:摂氏で与えられた温度をすべて K に直す
  3. 求めたい量について解く:\(p_2\) を求めるなら \(p_2 = p_1 \cdot \dfrac{V_1}{V_2} \cdot \dfrac{T_2}{T_1}\)
  4. 数値代入:体積比と温度比をそれぞれ計算してから掛ける
注意

体積比 \(\dfrac{V_1}{V_2}\) と温度比 \(\dfrac{T_2}{T_1}\) の分子・分母の向きが逆であることに注意。「体積は反比例(圧縮で圧力上昇)」「温度は比例(加熱で圧力上昇)」と物理的意味を意識すれば間違えにくいです。