ゲイ＝リュサックの法則

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ゲイ＝リュサックの法則

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/03/23 06:06 UTC 版)

ゲイ＝リュサックの法則（英語: Gay-Lussac's law）は、気体の性質に関する法則である。フランスの化学者ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックに因んで命名された。それぞれ関連する2つの法則があるが、通常は後述の前者の方を指す。第1の法則は反応の前後の気体の体積について述べる。第2の法則は、気体の温度と体積の関係について述べ、アモントンの法則としても知られる。

第1の法則

標準状態の下で、3m³の水素ガスと1m³の窒素ガスは、約2m³のアンモニアを生成する。

第1の法則は、気体が反応して別の気体を生成し、全ての体積を同じ温度で測定した時、

反応物と生成物の気体の体積の間の比は、簡単な整数の比で表される。

例えば、ゲイ＝リュサックは、体積2の水素と体積1の酸素を反応させると体積2の水蒸気が生成することを発見した。ゲイ＝リュサックの結果に加え、アメデオ・アヴォガドロは、同じ温度と圧力では、等しい体積の気体は等しい数の分子を含むことを理論化した（アボガドロの法則）。この仮説は、前述の結果は、水素2分子と酸素1分子が反応して水2分子を生成することを意味することを示す。

気体反応の法則は、1808年にゲイ＝リュサックによって公表されたが、アボガドロの仮説は、スタニズラオ・カニッツァーロが1860年に第1回国際化学者会議で主張するまで化学者には受け入れられなかった。

第2の法則

この法則は、1700年から1702年にかけて、一定質量のガスの質量を保って圧力と温度の間の関係を発見したギヨーム・アモントンに因んで、アモントンの法則とも呼ばれる。アモントンは、空気温度計を組み立てる際に以下のことを発見した。

一定の質量と一定の体積の気体の圧力は、気体の絶対温度に比例する。

簡単に言えば、気体の質量と体積が一定の場合、温度が上昇すると圧力も上昇する。

この法則は、温度がケルビン等の絶対尺度で測定される場合、実用的な単純な公式で表現でき、次のように書ける。

${P}\propto {T}$

ボイル＝シャルルの法則

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/09/14 23:53 UTC 版)

ボイル＝シャルルの法則（ボイルシャルルのほうそく、英: combined gas law）は、平衡状態にある理想気体の体積、圧力、および温度の間に成り立つ法則である。

概要

シャルルの法則、ボイルの法則、ゲイ＝リュサックの法則を組み合わせたものである。この法則の公式的な発見者はおらず、すでに発見されていた法則を融合させたものである。これらの法則は、平衡状態における理想気体の圧力、体積、絶対温度のうち任意の２変数が、その他の変数を定数として置いた場合、互いに比例あるいは反比例の関係にあることを示している。

シャルルの法則は、圧力一定の条件下では体積と絶対温度が比例することを示すものである。ボイルの法則は、温度一定の条件下では圧力と体積が反比例することを示している。そして、ゲイ＝リュサックの法則は、体積が一定の場合には絶対温度と圧力が比例するというものである。

ボイル＝シャルルの法則はこれらの変数の相互依存関係を簡潔に示している。一言でいえば、

「

気体の圧力P は体積V に反比例し絶対温度T に比例する

」

すなわち

$P=k{\frac {T}{V}}$

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