クイズ問題: ある物質の密度を求めるには、その物質の質量を何で割ればよい?
答え: 体積

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: 理想気体
text: で表され、モル体積 V/n に反比例し、温度 T に比例する。比例係数 R は気体の種類によらない普遍定数で、モル気体定数と呼ばれる。R は [エネルギー]×[温度]×[物質量] の次元を持ち、その値はボルツマン定数 kB にアボガドロ定数 NA を掛けたものに等しい。また、比気体定数 RM に気体のモル質量 M を掛けたものにも等しい。この状態方程式は、通常は、気体の構成粒子の存在を前提としている。なぜなら国際単位系では、気体の物質量 n は構成粒子数 N を NA で割ったものとして定義されるからである。ただしSIの定義にこだわらなければ、気体の構成粒子の存在を前提しなくても、純粋に巨視的な物理学の範囲内でこの状態方程式に意味を持たせることができる。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: 純物質のモルエンタルピー Hm は、物質 1 モルあたりのエンタルピーであり、H を物質量 n で割ったものに等しい。またモルギブズエネルギー Gm = G/n は、その物質の化学ポテンシャル μ に等しい。よって単一成分系のギブズ-ヘルムホルツの式は
title: 化学ポテンシャル
text: 化学ポテンシャルを「単位物質量あたりのエネルギー」と呼ばれる場合があるが、化学ポテンシャルは示強性であるためエネルギーのよう相加性は成り立たない。「エネルギー=物質量×化学ポテンシャル」という単純な形になるエネルギーは1成分系のギブズの自由エネルギーに限られる。
title: 気体
text: 気体粒子は容器内を自由に動けるため、その質量は一般に密度によって特徴付けられる。密度は質量を体積で割った値である。気体の圧力または体積の一方を一定としたとき、密度は広範囲にわたって変化する。この密度の変化の度合いを圧縮率と呼ぶ。圧力や温度と同様、密度は気体の状態変数の1つであり、任意の過程における密度の変化は熱力学の法則に従う。静止気体においては、密度は容器全体で均一である。つまり密度はスカラー量であり、大きさはあるが方向のない単純な物理量である。気体分子運動論によれば、気体の質量が一定のとき密度は容器の大きさすなわち体積に反比例する。すなわち、質量が一定であれば密度の減少とともに体積が増大する。
title: 電池
text: 電池が供給可能な電力の総量をその電池の「容量」と呼ぶ。基本的に電池の容量は活物質の種類と量に従い、「1グラム当量の物質が析出するのに要する電気量は、物質の種類によらず一定(=ファラデー定数=約96,500 C/mol)である」というファラデーの電気分解の法則によって決まる。 グラム当量とは、1mol分の質量、つまり原子量の数に等しい数値を、1つの原子あたり反応に関与する電子の量、つまり原子価で割った値を指す。マンガンの例では、原子量が約54.9であり、電池で用いられる場合には原子価は一般に2価であるので、54.9/2=27.45程度になる。同様に亜鉛では32.7ほどになる。これらのことから、マンガン27.45gや亜鉛32.7gを完全に電気分解すると約96,500クーロンの電荷が生じると計算される。
title: 理想気体
text: で表され、質量密度 m/V と温度 T に比例する。気体の種類 M によって異なる比例係数 RM は比気体定数と呼ばれる。RM は、[エネルギー]×[温度]×[質量] の次元を持つ定数で、例えば空気の比気体定数は Rair = 287 J kgK である。この状態方程式は、気体の構成粒子の存在を前提としない場合でも意味を持つ式である。
title: 中原師員
text: ジュール毎モル (ジュールまいモル、J·mol) は、物質量あたりのエネルギーを表わすSI組立単位である。エネルギーはジュールで測り、物質量はモルで測る。例えば、ギブズ自由エネルギー(英語版)などはジュール毎モル単位で測られる。
title: 物質量
text: 粒子の個数そのものは不連続な離散量であるが、それが莫大な個数なので、物質量は体積や質量と同様に連続量として扱える。つまり、物質量を微分したり物質量で微分したりすることができる。例えば反応速度論において、物質 X の生成速度は物質量の時間微分 dn(X)/dt や物質量濃度の時間微分 d[X]/dt で与えられる。あるいは熱力学において、系のギブズエネルギーが温度 T、圧力 p、物質量 n(X1), n(X2),···, n(XC) の関数として与えられているとき、ギブズエネルギー G を物質量 n(Xi) で偏微分すると成分 Xi の化学ポテンシャル μi が得られる。
title: 物質量
text: 気体の圧縮率は、液体の圧縮率と比べてずっと大きい。そのため、気体の量を表す物理量として体積を用いる際には、圧力と温度の両方を指定しなければならない。気体が理想気体とみなせる場合は、気体の体積 V と物質量 n の間に次の関係がある。
title: 理想溶液
text: 内部エネルギーとギブズエネルギーとエンタルピーは、それぞれ U = F + TS と G = F + PV と H = U + PV より、いずれも同じ体積を各成分が単独で占めたときの状態量の総和となる。
title: モル質量
text: ここで P は気体の圧力、V は気体の体積、n は気体の物質量、R は気体定数、T は気体の絶対温度である。
title: 比熱容量
text: 熱力学では1モルの物質の熱容量、モル熱容量(単位はJ mol K)を用いることが多い。モル熱容量は分子熱とも呼ばれる。単位質量あたりの熱容量(比熱容量)にモル質量(単位はkg mol)を掛ければ、モル熱容量になる。たとえば25°Cの水 (液体)ではcp = 75.291 J mol Kである。
title: ファラデーの電気分解の法則
text: これは、1グラム当りの等量の物質を析出させるのに必要な電気量は、物質の種類によらず一定であることを示している。この一定の値 F は、ファラデー定数と呼ばれる。電気分解の法則の発見は、原子説からの推論により、電気の基本粒子(電子)の存在を強く示唆することとなった。
title: モル体積
text: 気体分子のモル体積は気体の状態方程式で議論され、1 molの気体分子の体積は、気体の種類によらずほぼ一定である。気体の種類による違いは実在気体の状態方程式(ファンデルワールスの状態方程式など)の係数の違いになる。
title: エンタルピー
text: 内部エネルギーを U、圧力を p、体積を V として、エンタルピー Hは
title: 質量電荷比
text: 物体の電荷質量比 (Q/m)とは、その名が示すように、 物体の電荷をその物体の質量で除したものである。一般的に言って、この物理量は粒子として物体が扱われる場合にのみ利便性がある。粒子でない物体に拡張する場合、総電荷、電荷密度、総質量、質量密度を用いるほうがよい。
title: 量
text: 質量や体積などの素朴な加法が成り立つ量は加法的な量と呼ばれる。素朴な加法とは部分の量の和が全体の量となるということである。例えば、物体Aと物体Bを合わせた物体A+Bの質量m(A+B)は、物体Aの質量m(A)と物体Bの質量m(B)の和m(A)+m(B)となる。 熱力学においては加法性による区別は重要であり、加法的な量は示量性(英: extensive)の量(示量性変数)、加法的でない量は示強性(英: intensive)の量(示強性変数)と呼ばれて区別される。 加法的でない量としては温度や圧力、電場の強度や磁場の強度などが挙げられる。
title: 化学ポテンシャル
text: 1成分系では、ギブズエネルギーは物質量に比例する。
title: 比エネルギー
text: 比エネルギーの概念は、化学におけるモルエネルギー(物質のモル当たりのエネルギー)と関連するが、別のものである。物質が決まったモル質量を持っていたとしても、モルは無次元単位であるためである。そのため、モルエンタルピーのようなモル量の定量には、J/molやkcal/mol等の単位を用いる。
title: ボルツマン定数
text: ボルツマン定数 k にアボガドロ定数 NA をかけると、モル気体定数 R となる。 モル気体定数は気体の量を構成粒子の数ではなく物質量で量るときにより有用である。
title: 熱
text: 一方、エネルギー容量(熱容量)自体は示量状態量であり、したがって系内の分子数に依存する。エネルギー容量(熱容量)は質量 m {\\displaystyle m} と比エネルギー容量(比熱容量) c s {\\displaystyle c_{s}\\,\\!} の積で表される。
title: モル質量
text: 気体の密度によるモル質量の測定は、一定条件の下で一定体積中に一定数の分子が存在するというアボガドロの法則に基づく。この法則により理想気体の状態方程式が導かれる。
title: 濃度
text: このように体積モル濃度は物質量を全体量の体積で除したものである。物質量は溶質の質量から分子量を使って求められるため、質量パーセント濃度などの一般的な濃度単位から体積モル濃度へ変換する場合、密度などから溶質の質量を算出した後、物質量を決定し、体積で割ることで変換できる。
title: 理想気体
text: で与えられ、数密度 N/V と温度 T に比例する。比例係数 kB は気体の種類によらない普遍定数で、ボルツマン定数と呼ばれる。 kB の次元は [エネルギー]×[温度] である。粒子数 N が式中に現れていることから明らかなように、この状態方程式は、気体の構成粒子の存在を前提としなければ意味を持たない。
title: 質量保存の法則
text: 特殊相対性理論によれば、質量とエネルギーは等価であり、閉じた系において保存されるのは「質量の総和」ではなく「(質量を含む)エネルギーの総和」であるとされる。従って、化学反応によってエネルギーが吸収・放出されれば、それだけ質量も変化することになる。
title: 物質量
text: 気体(ガス)や液体の量を表すときは、体積が用いられることが多い。物質 X の密度を ρ とすると、体積 V と質量 m の間には次の関係がある。
title: エクセルギー
text: エネルギー(エンタルピー)のうちエクセルギーの占める比率を有効度'という。 上記の比熱一定の物質の有効度 λ は
title: ボイル＝シャルルの法則
text: ここで、n = m /M は気体の物質量、R は気体定数、m は気体の質量、M は気体のモル質量である。
title: ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー
text: 1立方メートルの空気(0°C、圧力10334kg/立方メートル)の定積比熱は0.2172(kcal)、定圧比熱は0.3064(kcal)である。1°Cの温度上昇で体積が1/273増加する時になされる仕事は、比熱の差に等しい。 これにより、力学的仕事(10334×1/273=37.85kg・m)は、熱の量、比熱の差(0.3064-0.2172=0.0892)に等しくなる。 よって1kcalに対する仕事当量xは、比例式0.0892:1=37.85:x から、x=424.4kg・m(1kcalの当量値)である。
title: 音速
text: 液体の密度をρw、体積弾性率を Kw、気体の密度を ρa、体積弾性率をKa、体積分率を α とすると、混合流体の音速は、
title: 浸出
text: スコットランドの化学者トーマス・グレアムは、気体の浸出速度が粒子の質量の平方根に逆比例することを実験的に見いだした。言い換えると、同じ温度と圧力の2つの気体の浸出速度の比は、気体粒子の質量の平方根の逆比により与えられるということである。この等式は、次のように書ける。
title: 周期律
text: また気化できない金属元素についてはデュロン=プティの法則から、ある一定の熱容量を持つ固体に含まれるある元素の質量を様々な固体で求めて、その最大公約数から原子量が一意に決定できることを示した。これにより原子量を元素同士で比較できるようになった。
title: 定圧モル熱容量
text: また、定積モル比熱×物質量は内部エネルギーの変化であり、(その内部エネルギーの変化は温度の変化のみに依存していて、加熱されている気体は定積、定圧問わず内部エネルギーが3/2Rを比例定数として、温度に比例して大きくなる。)熱力学第一法則からその内部エネルギの変化と、気体の外部にした仕事の和は気体に与えた熱量Qとおなじであり、Q=⊿U+Wと表される。
title: 比重
text: 比重(ひじゅう)(en:specific gravity)とは、ある物質の密度(単位体積当たり質量)と、基準となる標準物質の密度との比である。通常、固体及び液体については水、気体については、同温度、同圧力での空気を基準とする。
title: 物質量
text: 物質量は、動力学に基づく量である質量に比例する。物質 X の質量が m であるとき、物質 X の物質量は
title: モル質量
text: モル質量(モルしつりょう、(英: molar mass)とは、単位物質量当たりの質量である。物質の質量をその物質の物質量で割ったものに等しい。平たく言えば、物質 1 モル当たりのグラム数である。モル質量をアボガドロ定数で割ったものは、物質の要素粒子1個分の質量に相当する。逆に言えば、分子7023602214076000000♠6.02214076×10個分の質量が、その分子のモル質量である。モル質量は、その物質の要素粒子に固有の物理量であり、温度や圧力などには依らない。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: 温度 T と圧力 p を変数とするエンタルピー H(T, p) は、熱力学ポテンシャルではない。エンタルピーの自然な変数は (T, p) ではなく (S, p) なので、H(T, p) ではなく H(S, p) が熱力学ポテンシャルである。たとえばギブズエネルギー G は
title: 比重量
text: ここで、ある質量 m {\\displaystyle m} [kg]、体積 V {\\displaystyle V} [m] の物体にかかる重量(重力の大きさ)を W = m g {\\displaystyle W=mg} [N] ( g {\\displaystyle g} は重力加速度)、その物質の密度を ρ = m V {\\displaystyle \\rho ={\\frac {m}{V}}} [kg/m] とすれば、その物質にかかる単位体積当たりの重量(比重量) γ {\\displaystyle \\gamma } は次のように導かれる。
title: 熱伝導
text: 単位体積当たりのエネルギー(エネルギー密度)を ρE [J/m]とすると、エネルギー保存則と連続の方程式より
title: モル質量
text: 溶液の浸透圧 Π からモル質量を測定することも可能であり、これも気体の状態方程式と同型の式から算出される。ここで w は溶質の質量でありモル質量は以下の式で算出される。
title: 音速
text: ここでいう「弾性力」とは、現代でいう体積弾性率 K [N/m] を意味する。したがって、速度を v [m/s]、密度を ρ [kg/m] とおくと、上記のニュートンの定理は
title: ジョゼフ・ブラック
text: ブラックは熱の量(熱量)と熱の強さ(温度)との区別を明確にし、物質の持つ力学的属性(質量)のほかに、熱的属性としての熱容量(または比熱)の概念を導入した。
title: ストークス
text: 1ストークスは、密度が1グラム毎立方センチメートル(g/cm)で粘度が1ポアズ(P, dyn·s/cm)である流体の動粘度と定義されている。動粘度は粘度を密度で割ったものであるので、St = (g/cm·s)/(g/cm) = cm/s となる。
title: 電気素量
text: なお、1mol の電子の電気量は電気分解の法則で知られるファラデー(記号: Fd)であり、電気素量にアボガドロ数 NA mol をかけたものである。
title: 理想気体
text: T と n が同じであれば、理想気体のエンタルピー H は V にも p にも依らずに同じ値になる(ジュールの法則)。理想気体は等エンタルピー膨張で温度が変化しない。
title: 比エネルギー
text: 比エネルギー(Specific energy)は、質量当たりのエネルギーとして定義される。例えば、物質に貯蔵された熱量や内部エネルギー、エンタルピー、ギブス自由エネルギー、ヘルムホルツ自由エネルギー等の熱力学的特性の定量に用いられる。また、物体の運動エネルギーや位置エネルギーにも用いられる。エネルギーや質量は示量性であるが、比エネルギーは示強性である。
title: 熱
text: モルエネルギー容量(モル熱容量)と比エネルギー容量(比熱容量)は、体積や分子数といった状態量ではなく系の内部自由度に依存している。
title: 電流密度
text: である。ここに比例定数 σ は電気伝導率 あるいは導電率(conductivity)といい、単位は S/m である。電気伝導率の逆数 ρ=1/σ (Ω・m) を抵抗率(resistivity)あるいは固有抵抗(specific resistance)という。
title: モル質量
text: 要素粒子が分子のとき、相対モル質量は相対分子質量 (relative molecular mass) と呼ばれる。歴史的な理由により、相対分子質量は分子量 (molecular weight) とも呼ばれる。すなわち、分子式が X である分子の相対モル質量 Mr(X) は、分子 X の分子量である。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: で定義される量であり、圧力に基づいた平衡定数または圧平衡定数と呼ばれる。標準反応ギブズエネルギー ΔrG°(T) が全圧 p にも物質量 n にも依らないので、理想気体混合物の圧平衡定数 Kp もまた p にも n にも依らない量であることが、上の関係式から分かる。
title: 音速
text: この理論によると、ビオが述べたように弾性力は密度の 1+α 乗に比例し、その 1+α の値は、空気の定積モル比熱 c V {\\displaystyle c_{V}} と定圧モル比熱 c P {\\displaystyle c_{P}} の比で表せる。
title: ネリ・カルドソ
text: 下表に示すように、気体の比熱容量、比熱比は、分子の構造によって決まる(エントロピーにおける分子の運動エネルギーには回転運動も含むためその差が比熱比の差になり現れる)。
title: 物質量
text: N(X) は個数という無次元量であり、n(X) は物質量の次元 N を持つので、アボガドロ定数の次元は物質量の逆数 N となり、その単位はモルの逆数 (mol) となる。
title: 化学ポテンシャル
text: の関係が得られる。 従って、ある反応系において各成分の化学ポテンシャルとその成分の物質量の積の総和がギブズエネルギーとなる。
title: 分圧
text: ドルトンの分圧の法則によれば、混合気体の圧力(全圧)は各成分の分圧の和に等しい。よって、分圧の法則が成り立つ混合気体であれば、ある成分 i の分圧 Pi は
title: エネルギー保存の法則
text: 特殊相対性理論において、質量はエネルギーの一形態であり、E=mc2 という式の関係が成り立っている。したがって相対論の立場では、エネルギー保存の法則は「質量を含めたエネルギーの総和が保存されている」という主張になる。
title: エネルギー密度
text: エネルギー密度(エネルギーみつど、英: energy density)は、系や空間に保存された単位体積あたりのエネルギーの量で、主に u を使って表される。静止質量による静止エネルギーのような利用できないエネルギーを除いた有用な或いは抽出可能なエネルギーで測定される。宇宙論や一般相対論などでは、エネルギー密度はエネルギー・運動量テンソルに対応すると考えられている。エネルギー密度は圧力と同じ次元を持っており、圧力は系における単位体積あたりのエンタルピーを測定したものであるとも言える。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: 温度 T、圧力 p の定温定圧条件下で起こる化学反応を考える。生成物のエンタルピー H(products; T, p) とギブズエネルギー G(products; T, p) の間にギブズ-ヘルムホルツの式が成り立つ。
title: エネルギー
text: 熱力学において、ある条件の元で仕事として取り出すことのできるエネルギーとして自由エネルギーが定義される。自由エネルギーには、ヘルムホルツの自由エネルギーとギブズの自由エネルギーの 2 つがある。ヘルムホルツの自由エネルギーは等温操作によって熱力学系から得られる仕事の最大値として定義される。ギブズの自由エネルギーは等温等圧操作によって得られる仕事の最大値を与える。
title: 物質量
text: ここで、T は熱力学温度、p は圧力、R は気体の種類によらない気体定数である。気体を理想気体とみなせる限りにおいては、気体の体積 V と物質量 n の間の関係式は気体の種類にはよらない。標準状態で 1 mol の理想気体が占める体積を表に示す。
title: 静電容量
text: 静電容量は単位電圧あたりの蓄えられた電荷として与えられる。量記号は C 、単位はファラド [F] を用いる。ある物体に 1 ボルトの電圧を与えたとき、1 クーロンの電荷を蓄えたならば、その物体の静電容量は 1 ファラドである。
title: 粘弾性
text: Eはばね係数でありエネルギーを蓄積する効果を、またηは粘性係数でありエネルギーを散逸させる効果を表している。このことから、複素弾性率の実部を貯蔵弾性率、虚部を損失弾性率と呼ぶことがある。
title: ルドルフ・クラウジウス
text: 熱量が常に保存されるのであれば、熱量はその物質の温度と体積のみで決まることになる。そのため、上の式の左辺はゼロにならなければならない(なぜなら、この式の左辺は、熱量を温度と体積で全微分した値であるから)。しかし実際にはゼロにはなっていない。そのため、熱は、その物質が持っているエネルギーのほかに、外部になされる仕事の分も加えなければならないことになる。
title: 熱膨張率
text: 気体の場合は体積ではなく密度でその状態を表すことが多い。ここで気体の質量を m とすると、密度 ρ は、
title: 気体分子運動論
text: 一方、この気体のモル数を n とすると、理想気体の状態方程式は PV = nRT(ここで R は気体定数、T は絶対温度)と書ける。そしてアボガドロ定数を NA とすると、N = nNA であるから、これらの式を組み合わせて
title: 定圧モル熱容量
text: ここでnは気体の物質量、H はエンタルピー、T は絶対温度である。
title: 理想溶液
text: となる。すなわち、理想混合気体の圧力(全圧)は同じ体積を各成分が単独で占めたときの圧力(分圧)の和に等しい。これをドルトンの法則という。
title: ファラデー定数
text: ファラデー定数(ふぁらでーていすう、英: Faraday constant)は、電子の物質量あたり電荷(の絶対値)にあたる物理定数である。なお電子に限らず、陽子、陽電子、1価イオンなど、電荷の絶対値が電気素量に等しい ( |Q| = e) 粒子なら何を使っても同様に定義できる。この定数は電気化学の化学量論的計算に用いられる。
title: 電池
text: 電池のエネルギー密度には「重量エネルギー密度」と「体積エネルギー密度」の2つがある。 ここでのエネルギーは〔Wh〕や〔J〕で表現されることが多く、電池のエネルギー密度は一般に〔Wh/kg〕や〔Wh/L〕で表される。実際の電池のエネルギー密度は活物質以外の構成要素も含まれることもあり、活物質だけの計算値の20-40%程度の値になる。
title: 熱の仕事当量
text: 熱力学における熱の仕事当量とは、1calの熱量に相当する仕事の量である。
title: 化学ポテンシャル
text: と表される。Uは内部エネルギー、Hはエンタルピー、Fはヘルムホルツエネルギー、Sはエントロピー、Vは体積である。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: 化学反応に関与する物質がすべて標準状態にあるとき、反応エンタルピー ΔrH(T, p) は標準反応エンタルピー ΔrH°(T) に等しく、反応ギブズエネルギー ΔrG(T, p) は標準反応ギブズエネルギー ΔrG°(T) に等しい。よって次式が成り立つ。
title: 比エネルギー
text: 運動エネルギーや位置エネルギーは重力によって変わるため、宇宙力学では、ただのエネルギーよりも比エネルギー(出力密度)がよく用いられる。
title: 気体
text: 気体分子運動論は、気体の巨視的性質を分子構成と分子運動によって説明する。運動量と運動エネルギーの定義を出発点として、運動量保存の法則と立方体の幾何学的関係を使い、系の巨視的性質である温度と圧力を分子ごとの運動エネルギーという微視的属性に対応付ける。この理論によって温度と圧力という2つの属性の平均値が得られる。
title: 電荷
text: 単位体積あたりの電荷を電荷密度という。
title: アボガドロ定数
text: アボガドロ定数を正確に決定するには、同じ測定単位を使用して、原子スケールと巨視的スケールの両方で同一の量を測定する必要がある。これは、1910年にアメリカの物理学者・ロバート・ミリカンが電子の電荷を測定したときに初めて可能になった。電子1モルあたりの電荷はファラデー定数と呼ばれる定数で、マイケル・ファラデーが電解に関する研究を発表した1834年から知られていた。1モルの電子の電荷(ファラデー定数)を1つの電子の電荷(電気素量)で割ることによって、アボガドロ定数の値が得られる。1910年、より新しい計算によりファラデー定数と電気素量の値がより正確に決定された(下記の#測定節を参照)。
title: モル質量
text: また気体の密度 ρ は気体のモル質量 M と以下の関係にある。
title: エントロピー
text: エントロピーはエネルギーを温度で割った次元を持ち、SIにおける単位はジュール毎ケルビン(記号: J/K)である。エントロピーと同じ次元を持つ量として熱容量がある。エントロピーはサディ・カルノーにちなんで一般に記号 S を用いて表される。
title: 化学ポテンシャル
text: 化学ポテンシャルの物理的な意味は、同じ示強性である圧力との対応を考えるとわかりやすい。たとえば圧力(示強性)は、熱力学的な系の体積(示量性)を少し変えたときに外界が感じる『手ごたえ』である。この関係性を化学ポテンシャルに当てはめてみると、化学ポテンシャル(示強性)とは、熱力学的な系の物質量(示量性)を少し変えたときの『手ごたえ』と考えることができる。よって平衡状態に向かうときは、化学ポテンシャルが等しくなるように物質量は移動する。
title: 高橋みなみ
text: モル分率が充分に小さい範囲ではモル分率は濃度に比例するから、「気体の溶解度は圧力に比例する」といえる。これもヘンリーの法則と呼ばれる。
title: モル質量
text: 化合物のモル質量は、要素粒子を構成する原子の標準原子量の総和として分子量あるいは化学式量を求め、これにモル質量定数 1 g mol をかけることにより得られる。
title: 熱膨張率
text: 熱膨張率(ねつぼうちょうりつ、英: coefficient of thermal expansion、略: CTE)は、温度の上昇によって物体の長さ・体積が膨張(熱膨張)する割合を、温度当たりで示したものである。熱膨張係数(ねつぼうちょうけいすう)とも呼ばれる。温度の逆数の次元を持ち、単位は毎ケルビン(記号: 7000100000000000000♠1/K)である。
title: ゲイ＝リュサックの法則
text: 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。
title: プランクエネルギー
text: プランクエネルギーは、質量とエネルギーの等価性を表すアインシュタインの方程式 E = mc2 より導き出されたものである。すなわち、プランク質量が有する静止エネルギーがプランクエネルギーである。
title: エンタルピー
text: 完全な熱力学関数としてのエンタルピーの変数はエントロピー S、圧力 p、物質量 N であるが、実用上はエントロピー S に変えて熱力学温度 T を変数として表されることが多い。閉鎖系で物質量の変化を考えない場合には、エンタルピー H(T,p) の温度による偏微分は
title: 理想溶液
text: すなわち、理想混合気体のヘルムホルツエネルギーは、単離された各成分が混合気体と同じ体積を単独で占めたときのヘルムホルツエネルギー Fi*(T, V, Ni) の和に等しい。
title: 中新田駅
text: という関係が成り立つ。これは物質が存在する場合の磁束密度は、物質が存在しないときの磁束密度(=μ0H)に、磁化された物質の作る磁束密度(=μ0M)が加算されたものと見なせる。なお、物質の磁化は必ずしも外部磁場の方向と一致しないベクトル量であるため、磁束密度と磁場の強さの方向は一般的には一致するとは言えない。物体の磁化が外部磁場にほぼ比例するような磁場領域では、MをHに比例するとして両者をまとめ、
title: 熱容量
text: となる。N は物質量、R はモル気体定数である。TV/κT > 0 なので Cp > CV の関係がある。 これは体積の変化により系が外部にした仕事の分だけ余計に外部から熱を得ていることを表している。
title: 物質量
text: 日常的には、物質の量は「2リットルの水」のように体積で表すか、「5キログラムの食塩」のように質量で表すことが多い。しかし、目に見える大きさの物質は、原子、分子、イオンなどの目に見えないほど小さな粒子(これらの粒子やこれら粒子の組み合わせを物質の要素粒子という)から構成されていて、不連続構造をもつ。そのため、物質の量を、物質を構成する要素粒子の数で表すことも可能である。目に見えるか見えないかくらいの少量の物質でも莫大な数の要素粒子からできているので、要素粒子の個数そのものではなく、要素粒子の個数を非常に大きな定数で割ったもので物質の量を表す。この大きな定数をアボガドロ定数といい、要素粒子の個数をアボガドロ定数で割ったものを物質量という。アボガドロ定数は物質の種類や温度、圧力などにはよらない定数なので、要素粒子の個数と同様に物質量でも物質の量を表すことができる。
title: 自由エネルギー
text: 熱力学温度 T、圧力 p、物質量 N を変数にもつ関数として表されたギブズエネルギー G(T,p,N) は完全な熱力学関数である。このように見たとき、定義式は完全な熱力学関数としてのエンタルピー H(S,p,N) の S に関するルジャンドル変換
title: 電磁波
text: 電磁場の持つエネルギー密度は、マクスウェルの方程式から真空中では、電場の大きさと磁場の大きさの二乗和に比例する。 従って、電磁波のエネルギー密度は電磁波の振幅の二乗に比例する。 一方でアインシュタインの光量子仮説によれば、光子一つが持つエネルギーはエネルギー量子hν に等しい。電磁場のエネルギーはエネルギー量子 hν の整数倍として表されるため、光子の総数は電磁場のエネルギーに比例する。 そのため、電磁場の振幅はその振動数の平方根に比例し、また光子の個数密度の平方根にも比例する。
title: エンタルピー
text: エンタルピー(英: enthalpy)とは、熱力学における示量性状態量のひとつである。熱含量(ねつがんりょう、英: heat content)とも。エンタルピーはエネルギーの次元をもち、物質の発熱・吸熱挙動にかかわる状態量である。等圧条件下にある系が発熱して外部に熱を出すとエンタルピーが下がり、吸熱して外部より熱を受け取るとエンタルピーが上がる。
title: マイヤーの関係式
text: 理想気体の温度、体積、圧力が、(T, V, p) から (T + ΔT, V + ΔV, p) に変化する過程を考える。無数の過程を考えることができるが、熱力学第一法則によれば、この気体が得た熱量 Q から気体がした仕事 W を引いたものは、どの過程でも同じになる。この節では以下の2つの過程を考え、この2つの過程で Q − W が等しくなることから、マイヤーの関係式を導く。
title: ギブズ-ヘルムホルツの式
text: 反応物のエンタルピー H(reactants; T, p) とギブズエネルギー G(reactants; T, p) の間にも同様の式が成り立つ。
title: フェルミエネルギー
text: これから(L をVに置き換えると)フェルミエネルギーは体積あたりの粒子数(個数密度) N / V {\\displaystyle N/V} で決まることがわかる。
title: ジュール＝トムソン効果
text: と変形される。ここで Cp は等圧熱容量、α は熱膨張係数である。 TV/Cp > 0 なので、(α − 1/T) の符号によってジュール=トムソン係数の符号が決まる。
title: 熱
text: ある物体(系)の温度を1K上昇させるのに必要なエネルギー(熱量)をエネルギー容量(熱容量)といい、また、ある物質1kgの温度を1K上昇させるのに必要なエネルギー(熱量)を比エネルギー容量(比熱容量)(「比熱」は学術用語として用いない)という。
title: マイケル・ファラデー
text: 静電容量のSI単位「ファラド (F)」はファラデーにちなんでいる。また、1モルの電子の電荷に相当するファラデー定数にも名を残している。ファラデーの電磁誘導の法則は、磁束の変化の割合と誘導起電力は比例するという法則である。
title: 温度
text: 原子、分子レベルにおける温度の意味については、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの気体分子運動論によって初めて明らかとなった。気体分子の並進運動の速度分布はマクスウェル分布に従い、この分布関数の形状は温度に依存している。特に気体分子の並進運動エネルギーの平均値は3/2 kT(k:ボルツマン定数、T:熱力学温度)となり、温度に比例する。すなわち温度は分子の並進運動の激しさを表す数値でもある。このためプラズマ中のイオンや電子の持つ平均運動エネルギーを温度で表現することがある(プラズマ中のイオンや電子は並進運動の自由度しか持たないからである)。この時は通常平均運動エネルギー = kTとなる温度Tによって表現する。
title: 電気定数
text: で表される。これは電気定数が ε0 = 1 に固定されていることを意味しており、電気定数は理論に現れない。このとき電気定数は次元が 1 の無次元量であり、電荷の次元は Q = E L となる。つまり、電荷は力学量から組み立てられる組立量であり、これと対応して電荷の単位も力学単位から組み立てられる組立単位となる。CGS-ガウス単位系ではエネルギーの単位にエルグ(erg)を、長さの単位にセンチメートル(cm)を用いるので、電荷の単位は erg cm となる。