Co se stane s objemem plynu během komprese?

Stlačením plynu se iniciují změny jeho charakteristik. Protože ho komprimujete, objem prostoru, který plyn zabírá, se zmenšuje, ale stane se mnohem víc než toto samotné. Komprese mění také teplotu a tlak plynu v závislosti na zvláštnostech situace. Můžete pochopit změny, ke kterým dochází pomocí důležitého zákona ve fyzice, který se nazývá zákon ideálního plynu. Tento zákon poněkud zjednodušuje proces v reálném životě, ale je užitečný v celé řadě situací.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Během komprese je hlasitost (PROTI) plynu klesá. Když k tomu dojde, tlak (P) plynu se zvyšuje, pokud počet molů (n) plynu zůstává konstantní. Pokud udržujete konstantní tlak, snižujte teplotu (T) také způsobuje stlačování plynu.

Zákon o ideálním plynu je klíčovou informací potřebnou k zodpovězení otázek týkajících se expanze nebo komprese plynu. Uvádí: PV = nRT. Množství R je univerzální plynová konstanta a má hodnotu R = 8,3 145 J / mol K.

Zákon o ideálním plynu vysvětluje, co se stane se zjednodušeným modelem plynu v celé řadě situací. Fyzici nazývají plyn „ideálním“, když molekuly, z nichž je složen, neinteragují a odrážejí se od sebe jako malé kuličky. To nezachytí přesný obraz, ale ve většině situací, se kterými se setkáte, zákon poskytuje dobré předpovědi bez ohledu na to. Zákon o ideálním plynu zjednodušuje jinak komplikovanou situaci, takže je snadné předpovídat, co se stane.

Zákon ideálního plynu souvisí s teplotou (T), počet molů plynu (n), objem plynu (PROTI) a tlak plynu (P) navzájem pomocí konstanty zvané univerzální plynová konstanta (R = 8,3145 J / mol K). Zákon stanoví:

PV = nRT

• Chcete-li použít tento zákon, uvedete teploty v Kelvinech, což je snadné, protože 0 stupňů C je 273 K, a přidání dalšího stupně jen zvýší teplotu v Kelvinech o jednu. Kelvin je jako Celsius kromě -273 stupňů C je výchozím bodem 0 K.

  Musíte také vyjádřit množství plynu v molech. Ty se běžně používají v chemii a jeden mol je relativní atomová hmotnost molekuly plynu, ale v gramech.

Stlačením něčeho se sníží jeho objem, takže když stlačíte plyn, jeho objem se sníží. Přeskupení zákona o ideálním plynu ukazuje, jak to ovlivňuje další vlastnosti plynu:

PROTI = nRT / P

Tato rovnice je vždy pravdivá. Pokud stlačíte fixní počet molů plynu a uděláte to izotermickým procesem (takovým, který zůstane na stejná teplota), musí se zvýšit tlak, aby se zohlednil menší objem nalevo od rovnice. Podobně, když chladíte plyn (snižte T) za stálého tlaku jeho objem klesá - komprimuje.

Pokud stlačíte plyn bez omezení teploty nebo tlaku, musí se poměr teploty k tlaku snížit. Pokud budete někdy požádáni o vypracování něčeho takového, pravděpodobně vám bude poskytnuto více informací, které vám tento proces usnadní.

Zákon o ideálním plynu odhaluje, co se stane, když změníte tlak ideálního plynu stejným způsobem jako zákon pro objem. Použití jiného přístupu však ukazuje, jak lze zákon ideálního plynu použít k nalezení neznámých veličin. Přeskupení zákona dává:

PV/ T = nR

Tady, R je konstanta a pokud množství plynu zůstává stejné, tak je n. Pomocí dolních indexů označíte počáteční tlak, objem a teplotu i a poslední F. Po dokončení procesu nový tlak, objem a teplota stále souvisejí, jak je uvedeno výše. Takže můžete napsat:

P_i PROTI_i/ T_i = nR = P_F PROTI_F / T_F

To znamená:

P_i PROTI_i/ T_i = P_F PROTI_F / T_F

Tento vztah je užitečný v mnoha situacích. Pokud měníte tlak, ale s pevným objemem, pak PROTI_i a PROTI_F jsou stejné, takže se zruší a vy vám zůstane:

P_i/ T_i = P_F / T_F

Což znamená:

P_F / P_i = T_F / T_i

Pokud je tedy konečný tlak dvakrát větší než počáteční tlak, musí být konečná teplota také dvakrát větší než počáteční teplota. Zvyšování tlaku zvyšuje teplotu plynu.

Pokud udržíte stejnou teplotu, ale zvýšíte tlak, teploty se místo toho zruší a zůstane vám:

P_i PROTI_i= P_F PROTI_F

Které můžete přeskupit:

P_i / P_F = PROTI_F / PROTI_i

To ukazuje, jak změna tlaku ovlivňuje určité množství plynu v izotermickém procesu bez omezení objemu. Pokud zvýšíte tlak, hlasitost se sníží a pokud snížíte tlak, hlasitost se zvýší.