理想氣體方程式

理想氣體方程式 (Ideal gas law)
臺中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂理想氣體方程式是指理想氣體的壓力 \((P)\)、體積 \((V)\)、莫爾數 \((n)\) 與絕對溫度 \((T)\) 的關係滿足 \(PV=nRT\) 的簡單關係式，其中，\(R\) 為理想氣體常數 \(=0.082~\text{atm-L/mole-K}\) 或 \(8.31~\text{J/mole-K}\)。理想氣體方程式是根據波以爾定律(Boyle’s law)與查理定律(Charles’s law)結合而來。

理想氣體與真實氣體的差別，在於理想氣體不考慮氣體分子本身所佔的體積，只考慮氣體分子運動的體積。因為氣體本身所佔的體積並不考慮，所以理想氣體分子間的相互作用力也不考慮。相對地，對於真實氣體而言，氣體分子間相互作用力不可忽略，稱為凡德瓦力(Van der Waals force)。因為上述的種種性質，當真實氣體的凡德瓦力較小時，比較接近理想氣體，因此在高溫與低壓時，真實氣體接近理想氣體，比較接近理想氣體方程式的規範。