Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Az ideális gáz törvény
- A nyomás és a gáz moljai közötti kapcsolat
- Példa
Egy atm vagy atmoszféra a gáznyomás egysége. Az egyik atm a légköri nyomás a tengerszint felett, amely más egységekben 14,7 font / négyzet hüvelyk, 101325 Pascals, 1,01325 bar vagy 1013,25 milliárd. Az ideális gázról szóló törvény lehetővé teszi, hogy a tartályban lévő gáz nyomását összekapcsolja a gáz molszámával, feltéve, hogy a hőmérsékletet és a térfogatot állandó értéken tartja. Az ideális gázról szóló törvény szerint 1 mol gáz, amelynek 223 liter térfogata 273 Celsius fok (0 Celsius fok vagy 32 Fahrenheit fok) mellett van, 1 ATM-vel egyenlő nyomást mutat. Ezeket a feltételeket standard hőmérsékleten és nyomáson (STP) nevezzük.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Használja az ideális gázszabályt, hogy egy tartályban lévő állandó hőmérsékleten (T) lévő gáz nyomását (P) összekapcsolja a gáz molszámával (n).
P = (nRT) ÷ V, ahol R az ideális gázállandó.
Az ideális gáz törvény
Az ideális gázról szóló törvény a gáznyomást (P) és a térfogatot (V) a gáz molszámához (n) és a gáz hőmérsékletéhez (T) Kelvin-fokokban köti. Matematikai formában ez a kapcsolat:
PV = nRT
R jelentése állandó ideális gázállandó. A légköri nyomás mérésénél R értéke 0,082057 L atm mol-1K-1 vagy 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (ahol literre utal).
Ez a kapcsolat technikailag csak az ideális gáz esetében érvényes, amely tökéletesen elasztikus részecskékkel rendelkezik, térbeli meghosszabbítás nélkül. Egyik valós gáz sem felel meg ezeknek a feltételeknek, de az STP-nál a legtöbb gáz elég közel áll ahhoz, hogy a kapcsolat alkalmazhatóvá váljon.
A nyomás és a gáz moljai közötti kapcsolat
Átállíthatja az ideális gázegyenletre, hogy elkülönítse a nyomást vagy az anyajegyek számát az egyenlőségjel egyik oldalán. Vagy lesz P = (nRT) ÷ V vagy n = PV ÷ RT. Ha a hőmérsékletet és a térfogatot állandó értéken tartja, akkor mindkét egyenlet közvetlen arányosságot ad:
P = C × n és n = (1 / C) × P, ahol C = RT ÷ V
A C kiszámításához mérheti a térfogatot literben vagy köbméterben, mindaddig, amíg eszébe jut, hogy az R értékét használja, amely kompatibilis az Ön választásával. Az ideális gázról szóló törvény alkalmazásakor a hőmérsékletet mindig Kelvin-fokban fejezzük ki. Átalakítás Celsius-fokból 273,15 hozzáadásával. A Fahrenheitből Kelvinre történő konvertáláshoz vonjuk le a 32-et a Fahrenheit hőmérsékletről, szorzzuk meg 5/9-vel és adjuk hozzá 273,15.
Példa
Az argon gáz nyomása egy 0,5 literes izzó belsejében 3,2 ATM, ha az izzó ki van kapcsolva és a szobahőmérséklet 25 Celsius fok van. Hány mol argon van izzóban?
Kezdje a C = RT ÷ V állandó kiszámításával, ahol R = 0,082 L atm mol-1K-1. Ne feledje, hogy 25 Celsius fok = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Csatlakoztassa ezt az értéket az n = (1 / C) × P egyenlethez.
A gáz molszáma: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 mol.