ガスを圧縮すると、その特性が変化します。 圧縮しているため、ガスが占めるスペースの量は減少しますが、これだけの場合よりもはるかに多くのことが起こります。 圧縮は、状況の詳細に応じて、ガスの温度と圧力も変化させます。 理想気体の法則と呼ばれる物理学の重要な法則を使用して発生する変化を理解することができます。 この法則は実際のプロセスをいくらか単純化しますが、さまざまな状況で役立ちます。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
圧縮中、ボリューム（V）ガスの減少。 これが起こるとき、圧力（P）モル数（n）ガスの量は一定のままです。 圧力を一定に保つと、温度が下がります（T）また、ガスを圧縮させます。
理想気体の法則は、気体の膨張または圧縮に関連する質問に答えるために必要な重要な情報です。 それは述べています： PV = nRT. 数量 R は普遍的な気体定数であり、 R = 8.3145 J / molK。
理想気体の法則の説明
理想気体の法則は、さまざまな状況で気体の単純化されたモデルに何が起こるかを説明しています。 物理学者は、ガスを構成する分子が小さなボールのように互いに跳ね返る以外に相互作用しない場合、ガスを「理想」と呼びます。 これは正確な状況を把握するものではありませんが、遭遇するほとんどの状況では、法律は関係なく適切な予測を行います。 理想気体の法則は、そうでなければ複雑な状況を単純化するため、何が起こるかを簡単に予測できます。
理想気体の法則は温度に関係します（T）、ガスのモル数（n）、ガスの体積（V）、およびガスの圧力（P）ユニバーサルガス定数と呼ばれる定数を使用して、互いにR = 8.3145 J / mol K）。 法律は次のように述べています。
PV = nRT
チップ
-
この法則を使用するには、ケルビンで温度を指定します。これは、摂氏0度が273 Kであるため簡単であり、摂氏を追加すると、ケルビンの温度が1つ上がるだけです。 ケルビンは摂氏に似ていますが、-273℃が0Kの開始点である点が異なります。
また、ガスの量をモルで表す必要があります。 これらは化学で一般的に使用され、1モルはガス分子の相対原子質量ですがグラム単位です。
理想気体の圧縮
何かを圧縮すると体積が減少するため、ガスを圧縮すると体積が減少します。 理想気体の法則を再配置すると、これが気体の他の特性にどのように影響するかがわかります。
V = nRT / P
この方程式は常に真です。 一定のモル数のガスを圧縮し、等温プロセスでこれを行う場合（ 同じ温度）、圧力は、左側のより小さな体積を説明するために増加する必要があります 方程式。 同様に、あなたがガスを冷やすとき（ T）一定の圧力で、その体積は減少します–それは圧縮します。
温度や圧力を制限せずにガスを圧縮する場合、圧力に対する温度の比率を下げる必要があります。 このようなことを行うように求められた場合は、プロセスを簡単にするための詳細情報が提供される可能性があります。
理想気体の圧力を変える
理想気体の法則は、法則が体積に対して行ったのと同じ方法で理想気体の圧力を変更したときに何が起こるかを明らかにします。 ただし、別のアプローチを使用すると、理想気体の法則を使用して未知の量を見つける方法がわかります。 法律を再編成すると、次のようになります。
PV/ T = nR
ここに、 R は一定であり、ガスの量が同じままである場合、 n. 下付き文字を使用して、開始圧力、体積、および温度にラベルを付けます 私 そして最後のもの f. プロセスが終了しても、新しい圧力、体積、および温度は上記のように関連付けられています。 だからあなたは書くことができます：
P私 V私/ T私 = nR = Pf Vf / Tf
これの意味は：
P私 V私/ T私 = Pf Vf / Tf
この関係は多くの状況で役立ちます。 圧力を変更しているが、ボリュームが固定されている場合は、 V私 そして Vf は同じであるため、キャンセルされ、次の状態になります。
P私/ T私 = Pf / Tf
つまり：
Pf / P私 = Tf / T私
したがって、最終圧力が初期圧力の2倍である場合、最終温度も初期温度の2倍である必要があります。 圧力を上げると、ガスの温度が上がります。
温度を同じに保ちながら圧力を上げると、代わりに温度がキャンセルされ、次の状態になります。
P私 V私= Pf Vf
あなたが再配置できるもの：
P私 / Pf = Vf / V私
これは、圧力の変更が、体積に制約のない等温プロセスで特定の量のガスにどのように影響するかを示しています。 圧力を上げると体積が減少し、圧力を下げると体積が増加します。