atm 또는 대기는 가스 압력의 단위입니다. 하나의 기압은 해수면의 대기압으로, 다른 단위로는 평방 인치당 14.7 파운드, 101325 파스칼, 1.01325 바 또는 1013.25 밀리바입니다. 이상 기체 법칙을 사용하면 온도와 부피를 일정하게 유지한다면 용기 내부의 기체 압력을 기체의 몰수와 연관시킬 수 있습니다. 이상 기체 법칙에 따르면 273 켈빈 (섭씨 0도 또는 화씨 32도)에서 22.4 리터의 부피를 차지하는 가스 1 몰은 1 ATM과 동일한 압력을가합니다. 이러한 조건을 표준 온도 및 압력 (STP)이라고합니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
이상 기체 법칙을 사용하여 일정한 온도 (T)에서 컨테이너 내 기체의 압력 (P)을 기체의 몰수 (n)와 관련시킵니다.
이상 기체 법칙
이상 기체 법칙은 기체 압력 (P) 및 부피 (V)를 기체의 몰 수 (n) 및 기체 온도 (T) (켈빈도)와 관련시킵니다. 수학적 형태에서이 관계는 다음과 같습니다.
PV = nRT
R은 이상 기체 상수로 알려진 상수입니다. 대기압을 측정 할 때 R 값은 0.082057 L atm mol입니다.-1케이-1 또는 8.3145m3 Pa mol-1케이-1 (여기서 [L]은 리터를 나타냄).
이 관계는 공간 확장없이 완벽하게 탄성을 가진 입자를 가진 이상 기체에 대해서만 기술적으로 유효합니다. 실제 가스는 이러한 조건을 충족하지 않지만 STP에서 대부분의 가스는 관계를 적용 할 수있을만큼 가깝습니다.
압력과 가스 몰과의 관계
이상 기체 방정식으로 다시 정렬하여 등호 한쪽의 압력 또는 몰 수를 분리 할 수 있습니다. 어느 쪽이든됩니다
P = \ frac {nRT} {V} \ text {또는} n = \ frac {PV} {RT}
온도와 부피를 일정하게 유지하면 두 방정식 모두 정비례를 제공합니다.
P = Cn \ text {및} n = \ frac {P} {C}, \ text {여기서} C = \ frac {RT} {V}
C를 계산하려면 선택한 것과 호환되는 R 값을 사용하는 것을 기억하는 한 리터 또는 입방 미터로 부피를 측정 할 수 있습니다. 이상 기체 법칙을 사용할 때는 항상 온도를 켈빈 도로 표현하십시오. 273.15를 더하여 섭씨에서 변환합니다. 화씨에서 켈빈으로 변환하려면 화씨 온도에서 32를 빼고 5/9를 곱한 다음 273.15를 더합니다.
예
0.5 리터 전구 내부의 아르곤 가스 압력은 전구가 꺼져 있고 실내 온도가 섭씨 25 도일 때 3.2 ATM입니다. 전구에는 아르곤 두더지가 몇 개 있습니까?
상수 C를 계산하여 시작합니다. 여기서 R = 0.082 L atm mol-1케이-1. 섭씨 25도 = 298.15 K입니다.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0.082 \ times 298.15} {0.5} = 48.9 \ text {atm mol} ^ {-1}
그 값을 n에 대한 방정식에 대입하면 기체의 몰수는 다음과 같습니다.
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ text {moles}