* 運動分子理論: ガスの運動分子理論は、ガス分子が絶えず動いており、互いに衝突し、容器の壁が衝突していることを説明しています。これらの分子の平均運動エネルギーは、絶対温度に直接比例します。
* 温度と運動エネルギー: 温度を下げると、ガス分子の平均運動エネルギーを減らします。これは、動きが遅くなり、容器の壁と衝突する頻度が低く、力が少ないことを意味します。
* 圧力と体積: 圧力が一定に保たれている場合、衝突の減少により、ガスが容器の壁に圧力が少ないことを意味します。この圧力の低下を補うために、ガスの体積は縮小する必要があります。
チャールズの法律: 温度と体積のこの関係は、チャールズの法則によって形式化されており、ガスの体積は一定の圧力を想定して絶対温度に直接比例していると述べています。
* v₁ /t₁=v₂ /t₂
どこ:
*v₁とv₂は、それぞれ初期ボリュームと最終ボリュームです
*t₁とt₂は初期および最終的な絶対温度です(ケルビンで)
例: 室温(約20°Cまたは293 K)の空気で満たされたバルーンがあり、冷凍庫(約0°Cまたは273 K)に入れた場合、内部のガス分子が減速し、風船の壁への圧力が低下するため、風船の体積が減少します。
重要な注意: この関係は、理想的なガスに当てはまります。実際のガスは、特に高い圧力と低温で、この行動からわずかな逸脱を示します。