ボイルの法則の最終体積計算機:P1・V1・P2からV2を求める
温度一定で圧力を変えたあとの気体の体積を求めます。2 atmで3リットルの気体は、6 atmでは1リットルになります。圧力と体積の積が変わらないためです。2つの圧力と最初の体積を入力します。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- P1
- 2
- V1
- 3
- P2
- 6
- V2
- 1
- 積
- 6
一定量の理想気体を温度一定に保つと、ボイルの法則により圧力と体積は反比例の関係を保ちます。つまりP1かけるV1はP2かけるV2に等しくなります。この計算機は、初期圧力・初期体積と、等温圧縮または膨張後の新しい圧力が分かっていて最終体積が必要な、宿題や実験でよくある場面を想定しています。法則をV2=(P1かけるV1)÷P2の形に変形し、保存される積を返し、最終圧力がゼロの場合は拒否するため、ゼロ除算がこっそりInfinityになることはありません。
ボイルの法則が最終体積を導く仕組み
ロバート・ボイルは、一定量の気体を温度一定に保つと、圧力と体積が積を一定に保つように釣り合うことを観察しました。同じ試料の2つの状態について書けば、P1かけるV1はP2かけるV2に等しいという関係になります。未知の最終体積について解くと、作業式V2=(P1かけるV1)÷P2が得られます。
圧力は、P1とP2が同じ単位であれば、気圧・キロパスカル・バール・トルのいずれでも構いません。体積も、V1とV2が同じ単位であれば、リットル・立方メートル・ミリリットルのいずれでも使えます。このツールは単位系の換算を行わず、温度を理想気体の法則に組み込まず、シャルルやゲイ=リュサックの関係も適用せず、実在気体の圧縮係数の補正も行いません。
答えるのは等温の逆圧の問いだけです。つまり、初期の圧力と体積、そして新しい圧力が与えられたとき、残る体積はいくらか、という問いです。最終圧力ゼロは検証上の重要な境界です。
変形した式はP2で割るため、P2がゼロまたはゼロに近い場合は、無限の体積をでっち上げるのではなくinvalid inputで失敗します。初期体積や初期圧力がゼロの場合も、それらの状態は単純なボイルのモデルの範囲外であるため同様に拒否されます。
送信するものと返ってくるもの
有限の数値を3つ送信します。初期圧力のp1、初期体積のv1、等温変化後の最終圧力のp2です。p1はゼロ以外で、一貫した任意の圧力単位で表してください。
v1はゼロ以外で、一貫した任意の体積単位で表してください。体積ゼロの場合は、体積ゼロの規則を明示したメッセージで失敗します。p2もゼロ以外である必要があります。
教科書の定番の確認としては、3リットルの試料の圧力を2気圧から6気圧に上げて1リットルが復元される例や、0.5リットルにかかる圧力を100キロパスカルから200キロパスカルへ上げて0.25リットルが復元される例があります。
無料のブラウザフォームは宿題や実験レポートに使い、大量の解答集やリグレッション用フィクスチャが必要なときはスクリプトから同一の契約を呼び出してください。
最終体積のボイル計算が実務で登場する場面
中等教育の化学・物理の授業では、2つの圧力と1つの体積が与えられ、欠けている等温の最終体積を求める問題が絶えず出題されます。多くは注射器の実演・ダイビングタンクの図・温度一定と理想化した気象気球の話です。大学の一般化学実習でも、絶対温度のスケールと完全な理想気体の状態方程式を導入する前に、同じ3つの数値への還元が使われます。
プロセス技術者や空調設備の研修生は、等温の上限だけが必要で、既知の圧力での新しい体積が目標である場合に、閉じた系の圧縮を健全性チェックします。オフラインのワークシートとオンラインの自動採点が整合し続けるためです。
後で最終体積から最終圧力を解く計算、温度を含むシャルルの法則、結合気体法則、モルに基づく理想気体計算、気圧とパスカルの単位換算、断熱ポリトロープ仕事が必要になった場合は、このボイルの法則の最終体積計算機ページに詰め込まず、別の検索意図とランディングページとして扱ってください。
活用例
宿題・実験の解答集
P1・V1・P2からV2を計算し、教師と自動採点が最終圧力ゼロの拒否を含むボイルの最終体積の唯一の基準値を共有できるようにします。
注射器とシリンダーの等温チェック
温度一定の仮定のもと、測定した圧力変化後の最終体積を推定し、実演や実験ノートに活用します。
よくある質問
この計算機はどの式を使いますか?
温度一定でのボイルの法則、V2 = (P1 · V1) / P2 です。
最終圧力P2がゼロの場合はどうなりますか?
式が最終圧力で割るため、P2がゼロでは最終体積を計算できません。
どの単位を使えばよいですか?
一貫した組み合わせなら何でも構いません。P1とP2は同じ圧力単位に、V1(および返されるV2)は同じ体積単位にそろえてください。ツールは単位換算を行いません。
体積ではなく最終圧力を解くことはできますか?
いいえ。 このページは常にP1・V1・P2からV2を解きます。双方向のボイルソルバーには、汎用のボイルの法則計算機の機能をご利用ください。
料金はいくらですか?
ブラウザツールは無料でローカルに実行されます。無効な入力は課金されません。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/boyle-final-volume \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"p1":2,"v1":3,"p2":6}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/boyle-final-volume", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"p1": 2,
"v1": 3,
"p2": 6
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/boyle-final-volume",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"p1": 2,
"v1": 3,
"p2": 6
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/boyle-final-volume", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"p1":2,"v1":3,"p2":6}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"p1":2,"v1":3,"p2":6}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/boyle-final-volume", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"p1": 2,
"v1": 3,
"p2": 6
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.boyle_final_volume",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
送信するものと返ってくるもの
3つのフィールドはすべて必須です。最終圧力がゼロの場合、ボイルの法則では最終体積を計算できない旨の明確なメッセージでリクエストは失敗します。フィールドの欠落・非数値の文字列・NaN・Infinityもinvalid_inputで失敗し、課金されません。成功時、レスポンスは整形済みのp1・v1・p2をそのまま返し、解かれたv2を報告し、積をP1かけるV1として含め、式V2=(P1かけるV1)÷P2をメソッドboyle_final_volumeとともに示します。成功したAPI呼び出しの料金は公開されている基本額$0.002(1件あたり)で、検証失敗ではプリペイド残高は消費されません。
最終体積のボイル計算が実務で登場する場面
この機能は純粋なparseエンジンなので、API料金は公開基本額の$0.002(成功1件あたり)で、検証失敗は残高を消費しません。
連携の活用例
カリキュラムのwidgetとAPIフィクスチャ
同じアイソモーフィックなソルバーからブラウザのデモとCIのgoldenテストを駆動し、教室のツールとバックエンドの採点が食い違わないようにします。