•••Tatomm / iStock / GettyImages
בחיי היומיום שלך, סביר להניח שאתה מקבל את העובדה שאתה מוקף בגזים, בדרך כלל בצורה של אוויר, אך לפעמים בצורות אחרות. בין אם זה זר הבלונים שמלאים בהליום שאתה רוכש לאדם אהוב או האוויר שאתה מכניס לצמיגי המכונית שלך, גזים צריכים להתנהג באופן צפוי כדי שתשתמש בהם.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
גזים מתנהגים בדרך כלל באופן המתואר בחוק הגז האידיאלי. האטומים או המולקולות המרכיבות את הגז מתנגשים זה בזה, אך הם אינם נמשכים זה לזה כמו ביצירת תרכובות כימיות חדשות. אנרגיה קינטית היא סוג האנרגיה הקשורה לתנועה של אטומים או מולקולות אלה; זה הופך את האנרגיה הקשורה לגז לתגובה לשינויים בטמפרטורה. עבור כמות נתונה של גז, ירידה בטמפרטורה תגרום לירידה בלחץ אם כל שאר המשתנים יישארו קבועים.
התכונות הכימיות והפיזיקליות של כל גז שונות מאלו של גזים אחרים. כמה מדענים בין המאות ה -17 וה -19 ערכו תצפיות שהסבירו את ההתנהגות הכללית של גזים רבים בתנאים מבוקרים; ממצאיהם הפכו לבסיס למה שמכונה כיום חוק הגז האידיאלי.
הנוסחה של חוק הגז האידיאלי היא כדלקמן:
PV = nRT = NkT
איפה,
- P = לחץ מוחלט
- V = נפח
- n = מספר השומות
- R = קבוע גז אוניברסלי = 8.3145 ג'ול לשומה מוכפל ביחידות קלווין של טמפרטורה, מבוטא לעיתים קרובות כ" 8.3145 J / mol K "
- T = טמפרטורה מוחלטת
- N = מספר המולקולות
- k = קבוע בולצמן = 1.38066 x 10-23 ג'ול ליחידות קלווין טמפרטורה
- נא = המספר של אבוגדרו = 6.0221 x 1023 מולקולות לשומה
בעזרת הנוסחה לחוק הגז האידיאלי - וקצת אלגברה - תוכלו לחשב כיצד שינוי בטמפרטורה ישפיע על הלחץ של דגימת גז קבועה. באמצעות המאפיין המעבר תוכלו לבטא את הביטוי:
PV = nRT \ מרמז \ frac {PV} {nR} = T
מכיוון שמספר השומות, או כמות מולקולות הגז, מוחזקות קבועות ומספר השומות מוכפל קבוע, כל שינוי בטמפרטורה ישפיע על לחץ, נפח או שניהם בו זמנית עבור מדגם נתון של גַז.
באופן דומה, ניתן גם לבטא את הנוסחה באופן המחשב לחץ. הנוסחה המקבילה הזו:
P = \ frac {nRT} {V}
מראה כי שינוי בלחץ, כל שאר הדברים נשאר קבוע, ישנה באופן יחסי את טמפרטורת הגז.
