理想気体の状態方程式
理想気体の状態方程式(りそうきたいのじょうたいほうていしき、英語: ideal gas law)とは、気体の振る舞いを理想化した状態方程式である。
なお、理想気体は、この状態方程式に従うが、その振る舞いは状態方程式だけでは決まらず、比熱容量の定数性が要求される。
理想気体の状態方程式から導かれる性質として以下のものがある。これらは比熱容量の定数性が要求されない半理想気体でも成り立つ。
状態方程式の微分から得られる熱膨張係数 α と等温圧縮率 κT は、それぞれ
α = 1 V ( ∂ V ∂ T ) p = 1 T {\displaystyle \alpha ={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}={\frac {1}{T}}}
κ T = − 1 V ( ∂ V ∂ p ) T = 1 p {\displaystyle \kappa _{T}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{T}={\frac {1}{p}}}
である。
熱力学的状態方程式が
( ∂ U ∂ V ) T = T α κ T − p = 0 {\displaystyle \left({\frac {\partial U}{\partial V}}\right)_{T}={\frac {T\alpha }{\kappa _{T}}}-p=0}