気象予報士試験や気象学に使われる気体定数には
- 一般気体定数
- 乾燥空気の気体定数
- 水蒸気の気体定数
などがあります。
一般気体定数
一般気体定数とは、理想気体 の温度を (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。
乾燥空気の気体定数・水蒸気の気体定数(比気体定数)
※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。
変形すると
※一般気体定数 は、どの気体でも同じ!