8.3: 気体と圧力

気相は物質の3状態の中で独特ですが、すべての気体の物理挙動（その正体に関わらず）を予測できるいくつかのシンプルなモデルを使っています。 固体と液体の状態では、このようなことはできません。 実際、気体の挙動に関するこのような理解の進展は、錬金術と近代化学の歴史的な分かれ目となったのである。 王立協会（世界最古の科学団体の1つ）を設立したイギリスの科学者ロバート・ボイルによって、気体の挙動に関する理解が最初に進んだのは1600年代半ばのことでした。 その答えは、気体の運動論と呼ばれる一連の記述にあります。

• 気体は、大きな距離を隔てた小さな粒子で構成されています。
• 気体粒子の速度は気体の温度に関係する。
• 気体粒子は互いに引力や斥力を経験しない。

これらの記述はどれも気体の正体に関係しないことに気づいたか。 これは、すべての気体は同じような振る舞いをするはずだということです。 これらの記述に完全に従った気体を理想気体と呼びます。 ほとんどの気体は、これらの記述からわずかなずれを示しており、現実の気体と呼ばれています。 しかし、実在の気体があるからといって、気体の運動論の重要性が薄れるわけではありません。 気体の粒子は絶えず動いているので、互いに、また容器の壁とも絶えず衝突している。 気体の粒子が容器の壁に跳ね返ると、力が発生します（図㊧）。 気体の粒子が発生する力を容器の壁の面積で割ると、圧力が発生します。 圧力は気体では測定できる性質ですが、固体や液体では通常、圧力を考えることはありません。 気体の圧力。 圧力とは、気体の粒子が容器の壁に跳ね返されたときに発生するものです。 この複合単位をパスカル（Pa）と再定義している。 1パスカルはあまり大きな圧力ではない。 より便利な圧力の単位はバールで、10万Pa（1バール＝10万Pa）である。 気圧は海面における地球の大気の平均気圧、水銀柱の高さ1mmの圧力はmmHg（ミリメートル・オブ・水銀）である。 水銀柱の高さ1mmから発生する圧力。水銀柱の単位はtorrとも呼ばれ、1600年代半ばに気圧計を発明したイタリアの科学者エヴァンジェリスタ・トリチェッリにちなんで名づけられた。 大気圧をより正確にtorrで定義すると、1気圧の中にちょうど760torrが存在することになる。 1気圧は1.01325気圧に相当する。 このように圧力単位にはさまざまな関係があるので、圧力単位を変換する能力は有用なスキルです。 Converting Pressures

Solution

1mmHgは1torrに相当するので、与えられた圧力は1,547torrにも等しくなります。 1気圧は760torrなので、この換算係数を用いて数学的な換算をすることができます。04: atm})

Note how the torr units cancel algebraically.

運動論では個々のガス粒子間の相互作用もないとしていますが、この場合は気体粒子間の相互作用はないのでしょうか? 実際の気体には分子間相互作用があることがわかっていますが、運動論では気体の粒子は離れていて、個々の粒子はお互いを「感じない」と仮定しています。