•••Tatomm / iStock / GettyImages
I din hverdag tager du sandsynligvis for givet, at du er omgivet af gasser, generelt i form af luft, men nogle gange i andre former. Uanset om det er en buket heliumfyldte balloner, du køber til en elsket, eller luften du lægger i bilens dæk, skal gasser opføre sig på en forudsigelig måde, så du kan bruge dem.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Gasser opfører sig generelt på en måde beskrevet i Ideal Gas Law. Atomer eller molekyler, der udgør gassen, kolliderer mod hinanden, men de er ikke tiltrukket af hinanden som ved oprettelsen af nye kemiske forbindelser. Kinetisk energi er den type energi, der er forbundet med bevægelsen af disse atomer eller molekyler; dette gør energien forbundet med gassen reaktiv over for ændringer i temperaturen. For en given mængde gas vil et fald i temperatur forårsage et fald i tryk, hvis alle andre variabler forbliver konstante.
De kemiske og fysiske egenskaber for hver gas adskiller sig fra andre gassers egenskaber. Flere forskere mellem det 17. og 19. århundrede foretog observationer, der forklarede den generelle opførsel af mange gasser under kontrollerede forhold; deres fund blev grundlaget for det, der nu er kendt som den ideelle gaslov.
Den ideelle gaslovsformel er som følger:
PV = nRT = NkT
hvor,
- P = absolut tryk
- V = volumen
- n = antal mol
- R = universal gaskonstant = 8,3145 Joule pr. Mol ganget med Kelvin temperaturenheder, ofte udtrykt som "8,3145 J / mol K"
- T = absolut temperatur
- N = antal molekyler
- k = Boltzmann-konstant = 1.38066 x 10-23 Joule pr. Kelvin temperaturenheder
- NEN = Avogadros nummer = 6.0221 x 1023 molekyler pr. mol
Ved at bruge formlen til den ideelle gaslov - og en smule algebra - kan du beregne, hvordan en temperaturændring vil påvirke trykket i en fast prøve af gas. Ved hjælp af den transitive egenskab kan du udtrykke udtrykket:
PV = nRT \ antyder \ frac {PV} {nR} = T
Da antallet af mol eller mængden af gasmolekyler holdes konstant, og antallet af mol ganges med en konstant, vil eventuelle ændringer i temperatur påvirke tryk, volumen eller begge samtidigt for en given prøve af gas.
På samme måde kan du også udtrykke formlen på en måde, der beregner tryk. Denne ækvivalente formel:
P = \ frac {nRT} {V}
viser, at en ændring i tryk, alt andet forbliver konstant, vil ændre gasens temperatur proportionalt.