•••Tatomm / iStock / GettyImages
Във всекидневието си вероятно приемате за даденост факта, че сте заобиколени от газове, обикновено под формата на въздух, но понякога и под други форми. Независимо дали става въпрос за букета от напълнени с хелий балони, които купувате за любим човек, или за въздуха, който вкарвате в гумите на колата си, газовете трябва да се държат по предсказуем начин, за да се възползвате от тях.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Газовете обикновено се държат по начин, описан от Закона за идеалния газ. Атомите или молекулите, изграждащи газа, се сблъскват един срещу друг, но те не се привличат един към друг, както при създаването на нови химични съединения. Кинетичната енергия е видът енергия, свързан с движението на тези атоми или молекули; това прави енергията, свързана с газа, реактивна на промени в температурата. За дадено количество газ спад на температурата ще доведе до спад на налягането, ако всички останали променливи останат постоянни.
Химичните и физичните свойства на всеки газ се различават от тези на другите газове. Няколко учени между 17 и 19 век правят наблюдения, които обясняват общото поведение на много газове при контролирани условия; техните открития станаха основата на това, което сега е известно като Закона за идеалния газ.
Формулата на Закона за идеалния газ е както следва:
PV = nRT = NkT
където,
- P = абсолютно налягане
- V = обем
- n = брой бенки
- R = универсална газова константа = 8,3145 джаула на мол, умножена по единици температура на Келвин, често изразена като "8,3145 J / mol K"
- T = абсолютна температура
- N = брой молекули
- k = константа на Болцман = 1,38066 x 10-23 Джоули за единици температура на Келвин
- нA = Числото на Авогадро = 6.0221 x 1023 молекули на мол
Използвайки формулата за Закона за идеалния газ - и малко алгебра - можете да изчислите как промяната в температурата би повлияла на налягането на фиксирана проба газ. Използвайки преходното свойство, можете да изразите израза:
PV = nRT \ предполага \ frac {PV} {nR} = T
Тъй като броят на бенките или количеството молекули на газа се поддържа постоянен и броят на бенките се умножава по константа, всяка промяна в температурата би повлияла на налягането, обема или и двете едновременно за дадена проба от газ.
По същия начин можете също да изразите формулата по начин, който изчислява налягането. Тази еквивалентна формула:
P = \ frac {nRT} {V}
показва, че промяната в налягането, като всички останали неща остават постоянни, пропорционално ще промени температурата на газа.