気体定数とは

気象予報士試験や気象学に使われる気体定数には

などがあります。

一般気体定数とは、理想気体 $1 \text{ mol}$ の温度を $1 \text{ K}$ （ケルビン）上げるために必要なエネルギー（仕事）の大きさを表しています。

※比気体定数という用語は覚えなくて良い。

乾燥空気の気体定数・水蒸気の気体定数は、それぞれ1kgを1K上げるためのエネルギーの大きさを表しています。

「1キログラムあたり（比気体定数）」：分子量が小さいほうが大きくなる

では、気象で使う「1 kg あたり」に基準を変えるとどうなるでしょうか。ここからが逆転現象です。

水蒸気（分子量18：軽い）
1粒が軽いので、1 kg 集めるためには大量の粒（モル数）が必要になります。
→１kgあたりのモル数が大きい
乾燥空気（分子量29：重い）
1粒が重いので、少しの粒の数でガツンと 1 kg に達します。つまり粒の数（モル数）は少ないです。
→１kgあたりのモル数が小さい

一般気体定数ではない、乾燥空気の気体定数や水蒸気の気体定数は「1 kg あたりのエネルギー」です。
1 kg の中に圧倒的にたくさんの粒が詰まっている「水蒸気」のほうが、合計のエネルギー（比気体定数）は大きくなります。

はれの

それでも１モルあたりで見ると、同じ気体定数になります。

つまり、乾燥空気の気体定数や水蒸気の気体定数（比気体定数）は、分子量に反比例する関係にあるのです。

$\text{比気体定数 } R_i = \frac{\text{一般気体定数 } R}{\text{分子量 } M}$

変形すると　 $\text{比気体定数 } R_i \times \text{ 分子量 } M = \text{ 一般気体定数 } R$

※一般気体定数 $R$ は、どの気体でも同じ！