ボイル・シャルルの法則【高校化学・化学基礎一問一答】

【プロ講師解説】化学のグルメでは、高校化学・化学基礎の一問一答を掲載しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。一問一答コンテンツ一覧は化学のグルメ『高校化学・化学基礎一問一答コンテンツ一覧』をご覧下さい。

一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

一定温度において、気体の体積Vは圧力Pに反比例する。この法則を【１】という。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】ボイルの法則

一定温度において、気体の体積Vは圧力Pに反比例する。この関係をボイルの法則という。

\[
PV
=
\underbrace{ k }
_{ \text{ 一定 }}
\]

（PとVが反比例するということは、Pが大きくなればその分Vは小さくなるということであり、P×Vは常に”一定”となる）

※ボイルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

圧力一定のとき、気体の体積Vは絶対温度Tに比例する。この法則を【１】という。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】シャルルの法則

圧力一定のとき、気体の体積Vは絶対温度Tに比例する。この関係をシャルルの法則という。

\[
\frac{ V }{ T }
=
\underbrace{ k }
_{ \text{ 一定 }}
\]

（ VとTが比例するということは、Vが大きくなればその分Tも大きくなるので、V/Tは一定となる）

※シャルルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

問３

【】に当てはまる用語を答えよ。

ボイルの法則とシャルルの法則をまとめると「体積Vの気体は圧力Pに反比例し、温度Tに比例する」となる。この法則を【１】という。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：【１】ボイル・シャルルの法則

ボイルの法則とシャルルの法則をまとめると「体積Vの気体は圧力Pに反比例し、温度Tに比例する」となる。この関係をボイル・シャルルの法則という。

\[
\frac{ PV }{ T }
=
\underbrace{ k }
_{ \text{ 一定 }}
\]

※ボイル・シャルルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

問４

1.0×10⁵Paで体積2.0Lの気体を、温度一定で2.0×10⁵Paにすると体積は何Lになるか。

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：1.0L

求める体積(L)をxとおき、ボイルの法則を用いて式を作ると…

\[
P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}\\
\leftrightarrow 1.0×10^{5}(Pa)×2.0(L)=2.0×10^{5}(Pa)×x(L)\\
\leftrightarrow x=1.0(L)\\
\]

※ボイルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

問５

圧力一定で27℃で3.0Lの気体がある。温度を327℃まで上げると気体の体積は何Lになるか。

【問５】解答/解説：タップで表示

解答：6.0L

求める体積(L)をxとおき、シャルルの法則を用いて式を作ると…

\[
\frac{ V_{1} }{ T_{1} }=\frac{ V_{2} }{ T_{2} }\\
\leftrightarrow \frac{ 3.0(L) }{ (27+273)(K) }=\frac{ x(L) }{ (327+273)(K) }\\
\leftrightarrow x=6.0(L)\\
\]

※シャルルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

問６

27℃で1.0×10⁵Pa、10Lの気体を、3.0×10⁵Pa、20Lにすると温度は何℃になるか。

【問６】解答/解説：タップで表示

解答：1527℃

求める温度(℃)をxとおき、ボイル・シャルルの法則を用いて式を作ると…

\[
\frac{ P_{1}V_{1} }{ T_{1} }=\frac{ P_{2}V_{2} }{ T_{2} }\\
\leftrightarrow \frac{ 1.0×10^{5}(Pa)×10(L) }{ (27+273)(K) }=\frac{ 3.0×10^{5}(Pa)×20(L) }{ (x+273)(K) }\\
\leftrightarrow x=1527(℃)\\
\]

※ボイル・シャルルの法則について詳しくはボイル・シャルル・ボイルシャルルの法則（条件・公式・計算問題の解き方など）を参照

ボイル・シャルルの法則【高校化学・化学基礎一問一答】

一問一答

関連：計算ドリル、作りました。