כספומט, או אווירה, היא יחידת לחץ גז. כספומט אחד הוא הלחץ האטמוספרי בגובה פני הים, אשר ביחידות אחרות הוא 14.7 פאונד לאינץ 'מרובע, 101325 פסקל, 1.01325 בר או 1013.25 מיליבר. חוק הגז האידיאלי מאפשר לך לקשר את לחץ הגז בתוך מיכל למספר שומות הגז, בתנאי שתשמור על טמפרטורה ונפח קבועים. על פי חוק הגז האידיאלי, שומה אחת של גז שתופסת נפח של 22.4 ליטר ב 273 מעלות קלווין (0 מעלות צלזיוס או 32 מעלות פרנהייט) מפעילה לחץ השווה לכספומט אחד. תנאים אלה ידועים כטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP).
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
השתמש בחוק הגז האידיאלי כדי לקשר את הלחץ (P) של גז במיכל בטמפרטורה קבועה (T) למספר השומות (n) של גז.
חוק הגז האידיאלי
חוק הגז האידיאלי מתייחס ללחץ הגז (P) ולנפח (V) למספר שומות הגז (n) והטמפרטורה (T) של הגז במעלות קלווין. בצורה מתמטית, קשר זה הוא:
PV = nRT
R הוא קבוע המכונה קבוע הגז האידיאלי. כאשר אתה מודד את הלחץ באטמוספרות, הערך של R הוא 0.082057 L אטממול-1ק-1 או 8.3145 מ '3 אבא מול-1ק-1 (כאשר [L] מייצג ליטרים).
קשר זה תקף מבחינה טכנית רק עבור גז אידיאלי, שהוא בעל חלקיקים אלסטיים לחלוטין ללא הארכת שטח. שום גז אמיתי אינו ממלא את התנאים הללו, אך ב- STP, רוב הגזים מתקרבים מספיק בכדי להפוך את היחסים ליישומים.
התייחסות ללחץ לשומות גז
אתה יכול לסדר מחדש את משוואת הגז האידיאלית כדי לבודד לחץ או מספר שומות בצד אחד של סימן השווה. זה גם הופך להיות
P = \ frac {nRT} {V} \ text {או} n = \ frac {PV} {RT}
אם אתה מחזיק את הטמפרטורה והנפח קבועים, שתי המשוואות נותנות לך מידתיות ישירה:
P = Cn \ text {and} n = \ frac {P} {C}, \ text {where} C = \ frac {RT} {V}
כדי לחשב C, תוכלו למדוד נפח בליטר או בקוביות כל עוד תזכרו להשתמש בערך R התואם לבחירתכם. כאשר משתמשים בחוק הגז האידיאלי, תמיד יש לבטא טמפרטורה במעלות קלווין. המרה ממעלות צלזיוס על ידי הוספת 273.15. כדי להמיר לקלווין מפרנהייט, חיסר 32 מטמפרטורת פרנהייט, הכפל 5/9 והוסף 273.15.
דוגמא
הלחץ של גז ארגון בתוך נורת 0.5 ליטר הוא 3.2 כספומט כאשר הנורה כבויה וטמפרטורת החדר היא 25 מעלות צלזיוס. כמה שומות ארגון יש בנורה?
התחל על ידי חישוב הקבוע C, כאשר R = 0.082 ליטר אטם מול-1ק-1. יש לזכור כי 25 מעלות צלזיוס = 298.15 ק.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0.082 \ פעמים 298.15} {0.5} = 48.9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
חבר את הערך למשוואה עבור n, ומספר השומות של גז הוא:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ text {moles}
