歴史を通じて、数人の研究科学者によって行われた研究は、理想ガス法則の策定において最も重要であったと言えます。
ロバート・ボイルが行った実験では、温度が一定に保たれた場合、気体の体積と圧力の間には比例関係があることが確認できました。この変態を等温変態と呼びました。
温度が一定に保たれる場合、変態は等温であると言われます。この場合、圧力はガスが占める体積に反比例して変化します。
等温変換を表す式はボイル・マリオットの法則として知られており、次の方程式で表されます。
p 1 V 1 = p 2 V 2
ここで、 p 1は初期圧力、 p 2は最終圧力、 V 1初期体積、 V 2最終体積です。
科学者のジャック・シャルルは、圧力が一定に保たれたときの気体の体積と温度との比例関係を検証しました。
圧力が一定に保たれる場合、変換は等圧であると言われます。この場合、体積は温度に正比例して変化します。等圧変換を表す式はシャルルの法則として知られるようになり、次の方程式で表されます。
V1 = V2
T1T2
ここで、 V 1初期体積、 V 2最終体積、 T 1初期温度、 T 2最終温度。
科学者チャールズは、体積を一定に保ったときの圧力と温度の関係も調査しました。この変換は、等尺性、等容性、または等容性と呼ばれます。
したがって、体積が一定のままで、圧力が温度に比例して変化する場合、変換は等容積であると言われます。等容積変換に関するシャルルの法則を表す式は次のとおりです。
p1 = p2
T1T2
ここで、 p 1は初期圧力、 p 2は最終圧力、 T 1初期温度、 T 2最終温度です。
圧力、体積、温度が同時に変化する変換の場合、次の方程式が成り立ちます。
p 1 .V 1 = p 2 .V 2
T1T2