•••Tatomm / iStock / GettyImages
A mindennapi életben valószínűleg magától értetődőnek veszi azt a tényt, hogy gázok veszik körül, általában levegő formájában, de néha más formában is. Legyen szó héliummal töltött léggömbökről, amelyeket szeretteinek vásárol, vagy a levegőt, amelyet autója gumiabroncsaiba tesz, a gázoknak kiszámítható módon kell viselkedniük ahhoz, hogy felhasználhassák őket.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A gázok általában az ideális gázról szóló törvény által leírt módon viselkednek. A gázt alkotó atomok vagy molekulák ütköznek egymással, de nem vonzódnak egymáshoz, mint új kémiai vegyületek létrehozásához. A kinetikus energia az ilyen típusú atomok vagy molekulák mozgásával társított energia; ezáltal a gázzal társított energia reagál a hőmérséklet változásaira. Adott gázmennyiség esetén a hőmérséklet csökkenése nyomásesést okoz, ha az összes többi változó állandó marad.
Az egyes gázok kémiai és fizikai tulajdonságai eltérnek a többi gázétól. A 17. és 19. század között számos tudós tett megfigyeléseket, amelyek megmagyarázták számos gáz általános viselkedését ellenőrzött körülmények között; eredményeik lettek az alapja annak, amit ma ideális gáztörvénynek neveznek.
Az ideális gázjog képlete a következő:
PV = nRT = NkT
hol,
- P = abszolút nyomás
- V = térfogat
- n = anyajegyek száma
- R = univerzális gázállandó = 8,3145 joule / mol, szorozva Kelvin hőmérsékleti egységekkel, gyakran "8,3145 J / mol K" -ként kifejezve
- T = abszolút hőmérséklet
- N = a molekulák száma
- k = Boltzmann-állandó = 1,38066 x 10-23 Joule / Kelvin hőmérsékleti egység
- NA = Avogadro száma = 6.0221 x 1023 mol / mol
Az ideális gáz törvény - és egy kis algebra - képletével kiszámíthatja, hogy a hőmérséklet változása hogyan befolyásolja egy fix gázminta nyomását. A tranzitív tulajdonság segítségével kifejezheti a következő kifejezést:
PV = nRT \ azt jelenti, hogy \ frac {PV} {nR} = T
Mivel az molok számát vagy a gázmolekulák mennyiségét állandó értéken tartjuk, és az molok számát megszorozzuk konstans, a hőmérséklet bármely változása egyidejűleg befolyásolná a nyomást, a térfogatot vagy mindkettőt gáz.
Hasonlóképpen kifejezheti a képletet úgy is, hogy kiszámolja a nyomást. Ez az egyenértékű képlet:
P = \ frac {nRT} {V}
azt mutatja, hogy a nyomásváltozás, minden egyéb tényleges állapot változása, arányosan megváltoztatja a gáz hőmérsékletét.