•••Tatomm / iStock / GettyImages
U svom svakodnevnom životu vjerojatno uzimate zdravo za gotovo činjenicu da ste okruženi plinovima, uglavnom u obliku zraka, ali ponekad i u drugim oblicima. Bez obzira na to jeste li riječ o buketu balona napunjenih helijem koji kupujete za voljenu osobu ili o zraku koji stavljate u gume automobila, plinovi se trebaju ponašati na predvidiv način da biste ih iskoristili.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Plinovi se općenito ponašaju na način opisan Zakonom o idealnim plinovima. Atomi ili molekule koji čine plin sudaraju se jedni protiv drugih, ali ih međusobno ne privlači kao kod stvaranja novih kemijskih spojeva. Kinetička energija vrsta je energije povezana s kretanjem ovih atoma ili molekula; to energiju povezanu s plinom čini reaktivnom na promjene temperature. Za zadanu količinu plina, pad temperature izazvat će pad tlaka ako sve ostale varijable ostanu konstantne.
Kemijska i fizikalna svojstva svakog plina razlikuju se od svojstava ostalih plinova. Nekoliko znanstvenika između 17. i 19. stoljeća provelo je opažanja koja su objašnjavala opće ponašanje mnogih plinova u kontroliranim uvjetima; njihova su otkrića postala osnova onoga što je danas poznato kao Zakon o idealnom plinu.
Formula zakona o idealnom plinu je sljedeća:
PV = nRT = NkT
gdje,
- P = apsolutni tlak
- V = zapremina
- n = broj madeža
- R = univerzalna plinska konstanta = 8,3145 džula po molu pomnožena s Kelvinovim jedinicama temperature, često izražena kao "8,3145 J / mol K"
- T = apsolutna temperatura
- N = broj molekula
- k = Boltzmannova konstanta = 1,38066 x 10-23 Joule po Kelvinovim jedinicama temperature
- NA = Avogadrov broj = 6,0221 x 1023 molekula po molu
Koristeći formulu za Zakon o idealnom plinu - i malo algebre - možete izračunati kako bi promjena temperature utjecala na tlak fiksnog uzorka plina. Pomoću prijelaznog svojstva možete izraziti izraz:
PV = nRT \ implicira \ frac {PV} {nR} = T
Budući da se broj molova ili količina molekula plina drži konstantnim, a broj molova množi se s konstanta, bilo kakve promjene temperature utjecale bi na tlak, volumen ili oboje istovremeno za dati uzorak od plin.
Slično tome, formulu možete izraziti i na način koji izračunava tlak. Ova ekvivalentna formula:
P = \ frac {nRT} {V}
pokazuje da će promjena tlaka, a sve ostale stvari koje ostaju konstantne, proporcionalno promijeniti temperaturu plina.
