•••Tatomm / iStock / GettyImages
Igapäevaelus peate tõenäoliselt enesestmõistetavaks asjaolu, et teid ümbritsevad gaasid, tavaliselt õhu kujul, kuid mõnikord ka muul kujul. Olgu selleks kimp heeliumiga täidetud õhupalle, mille ostate lähedasele inimesele, või õhk, mille panete auto rehvidesse, gaasid peavad nende kasutamiseks ettearvatavalt käituma.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Gaasid käituvad üldiselt ideaalse gaasiseadusega kirjeldatud viisil. Gaasi moodustavad aatomid või molekulid põrkuvad üksteise vastu, kuid nad ei tõmba üksteist nagu uute keemiliste ühendite loomisel. Kineetiline energia on nende aatomite või molekulide liikumisega seotud energia tüüp; see muudab gaasiga seotud energia temperatuuri muutustele reageerivaks. Antud gaasikoguse korral põhjustab temperatuuri langus rõhulanguse, kui kõik muud muutujad jäävad konstantseks.
Iga gaasi keemilised ja füüsikalised omadused erinevad teistest gaasidest. Mitmed 17. – 19. Sajandi teadlased tegid tähelepanekuid, mis selgitasid paljude gaaside üldist käitumist kontrollitud tingimustes; nende järeldused said aluseks praegusele ideaalgaasiseadusele.
Ideaalse gaasiseaduse valem on järgmine:
PV = nRT = NkT
kus
- P = absoluutne rõhk
- V = maht
- n = moolide arv
- R = universaalne gaasikonstant = 8,3145 džauli mooli kohta, korrutatuna Kelvini temperatuuriühikutega, väljendatuna sageli kui "8,3145 J / mol K"
- T = absoluutne temperatuur
- N = molekulide arv
- k = Boltzmanni konstant = 1,38066 x 10-23 Džaulid Kelvini temperatuuriühikute kohta
- NA = Avogadro arv = 6.0221 x 1023 molekule mooli kohta
Ideaalse gaasiseaduse valemi ja natuke algebra abil saate arvutada, kuidas temperatuuri muutus mõjutaks fikseeritud gaasiproovi rõhku. Transitiivse omaduse abil saate väljendada avaldist:
PV = nRT \ tähendab \ frac {PV} {nR} = T
Kuna moolide arv või gaasimolekulide arv hoitakse konstantsena ja moolide arv korrutatakse konstant, mõjutavad kõik temperatuuri muutused rõhku, mahtu või mõlemat antud proovil üheaegselt gaas.
Samamoodi saate valemit väljendada ka viisil, mis arvutab rõhu. See samaväärne valem:
P = \ frac {nRT} {V}
näitab, et rõhu muutus, muutes muutumatuks, muudab proportsionaalselt gaasi temperatuuri.