ATM eli ilmakehä on kaasunpaineen yksikkö. Yksi atm on ilmanpaine merenpinnalla, joka muissa yksiköissä on 14,7 paunaa neliötuumaa kohti, 101325 paskalia, 1,01325 baaria tai 1013,25 millibaaria. Ihanteellisen kaasulain avulla voit verrata säiliössä olevan kaasun paineen kaasumoolien määrään edellyttäen, että pidät lämpötilan ja tilavuuden vakiona. Ihanteellisen kaasulain mukaan yksi mooli kaasua, jonka tilavuus on 22,4 litraa 273 Kelvin-astetta (0 astetta tai 32 Fahrenheit-astetta) kohden, painaa yhtä ATM. Nämä olosuhteet tunnetaan standardilämpötilana ja paineena (STP).
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Käytä ihanteellista kaasulakia verrataksesi säiliössä olevan kaasun paine (P) vakiolämpötilassa (T) kaasumoolien määrään (n).
Ihanteellinen kaasulaki
Ihanteellinen kaasulaki yhdistää kaasun paineen (P) ja tilavuuden (V) kaasumoolien määrään (n) ja kaasun lämpötilaan (T) Kelvin-asteina. Matemaattisessa muodossa tämä suhde on:
PV = nRT
R on vakio, joka tunnetaan ihanteellisena kaasuvakiona. Kun mitataan paine ilmakehissä, R: n arvo on 0,082057 L atm mol
-1K-1 tai 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (missä [L] tarkoittaa litraa).Tämä suhde on teknisesti pätevä vain ihanteelliselle kaasulle, joka on täysin joustavia hiukkasia ilman avaruuspidennystä. Mikään todellinen kaasu ei täytä näitä ehtoja, mutta STP: llä suurin osa kaasuista on riittävän lähellä, jotta suhde olisi sovellettavissa.
Paineen liittäminen mooliin kaasua
Voit järjestää ihanteellisen kaasuyhtälön eristääksesi joko paineen tai moolien määrän yhtäläisyysmerkin toiselle puolelle. Se tulee joko
P = \ frac {nRT} {V} \ text {tai} n = \ frac {PV} {RT}
Jos pidät lämpötilaa ja tilavuutta vakiona, molemmat yhtälöt antavat sinulle suoran suhteellisuuden:
P = Cn \ text {ja} n = \ frac {P} {C}, \ text {where} C = \ frac {RT} {V}
C-arvon laskemiseksi voit mitata tilavuuden joko litroina tai kuutiometreinä, kunhan muistat käyttää valitsemasi yhteensopivan R-arvon. Kun käytät ihanteellista kaasulakia, ilmoita lämpötila aina Kelvin-asteina. Muunna celsiusasteista lisäämällä 273,15. Muunna Kelviniksi Fahrenheitista vähentämällä 32 Fahrenheitin lämpötilasta, kertomalla 5/9 ja lisäämällä 273,15.
Esimerkki
Argonkaasun paine 0,5 litran polttimon sisällä on 3,2 ATM, kun polttimo on pois päältä ja huoneen lämpötila on 25 astetta. Kuinka monta moolia argonia on sipulissa?
Aloita laskemalla vakio C, jossa R = 0,082 L atm mol-1K-1. Muista, että 25 astetta = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ kertaa 298,15} {0,5} = 48,9 \ teksti {atm mol} ^ {- 1}
Liitä tämä arvo n: n yhtälöön, ja kaasumoolien lukumäärä on:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ teksti {myyrät}