基礎的な物理学及び基礎的な化学・ステージ2

気体と圧力 ― ボイル・シャルルの法則と蒸気比重

この章でわかること

ボイルの法則温度が一定のとき、体積は圧力に反比例する（圧力2倍→体積1/2）

シャルルの法則圧力が一定のとき、体積は絶対温度に比例する

計算で使う温度は絶対温度（K）＝℃＋273 です。

標準状態とは0℃・1気圧（101.3kPa）のことで、このとき気体1molの体積は約22.4Lです。物質の量（mol）から気体の体積を見積もる計算で使います。

蒸気比重は、空気の密度を1としたときの蒸気の密度の比です。ガソリンの蒸気は約3〜4、つまり空気よりずっと重く、低い場所へ流れていきます。逆に水素（約0.07）やメタン（約0.55）は軽く、上へ昇ります。

軽い気体：水素、メタン、天然ガス → 天井付近にたまる

重い蒸気：ガソリン、灯油、二硫化炭素 → 床面・くぼみにたまる

密閉した容器を加熱すると、中の気体の圧力が上がります。スプレー缶を火に投げ入れると破裂するのはこのためです。危険物の容器を火気の近くや高温の場所に置かないのは、内容物の膨張と圧力上昇を防ぐためでもあります。

例題

温度を一定に保ちながら、気体の圧力を2倍にした。このとき体積はどうなるか。

正解は3。ボイルの法則により、体積は圧力に反比例します。

出典：基礎物理・化学（気体）。2026年10月時点の内容です。法令は改正されることがあるので、試験の前には最新の公式資料で確認してください。