理想氣體定律計算器

理想氣體定律連結氣體的四個可測量性質：絕對壓力P、體積V、物質的量n及絕對溫度T。簡潔形式為PV = nRT，其中R為通用氣體常數。本計算器採用R = 8.314462618 J/(mol·K)及SI單位輸入，因此壓力以帕斯卡、體積以立方公尺、物質的量以莫耳、溫度以克耳文表示。 選擇想求的量，並提供其餘三個量。壓力為nRT除以V，體積為nRT除以P，物質的量為PV除以RT，溫度為PV除以nR。這些都是同一方程式的代數變形，因此單位必須一致。一公升等於0.001立方公尺，一千帕等於1,000帕，攝氏溫度加上273.15即可換算為克耳文。 壓力與溫度都必須使用絕對值。表壓是相對周圍大氣的壓力差，不能直接代入；請先將大氣壓加到表壓上。克耳文從絕對零度起算，可避免直接使用攝氏溫度而產生沒有相應物理意義的負絕對溫度。體積應描述氣體占據的空間，物質的量則應代表同一狀態下氣體的莫耳數。 「理想」指出模型背後的假設：粒子體積可忽略、分子間沒有吸引力，且碰撞時能量守恆。真實氣體在低至中等壓力及足夠高的溫度下最接近這些假設。在高壓、接近凝結或臨界點時，分子大小與吸引力便不可忽略。此時工程師會引入壓縮因子或採用真實氣體狀態方程式。 儘管經過簡化，PV = nRT仍是化學與物理中最實用的關係式之一。它可用於實驗室規劃、氣瓶估算、氣動計算、通風分析、天氣推理與課堂練習，也讓趨勢容易理解：體積和物質的量固定時，壓力隨絕對溫度升高；壓力和物質的量固定時，體積隨溫度增加；壓力和溫度固定時，增加氣體會使體積變大。 請將結果視為理想模型預測的狀態。有效位數應反映輸入品質；涉及安全的容器或製程計算，應使用適當物性資料、設計標準與安全裕度。對可合理近似為理想氣體的一般問題，本計算器可直接、清楚地求解四個變數中的任一個。