ATM jeb atmosfēra ir gāzes spiediena vienība. Viens atm ir atmosfēras spiediens jūras līmenī, kas citās vienībās ir 14,7 mārciņas uz kvadrātcollu, 101325 paskali, 1,01325 bāri vai 1013,25 milibāri. Ideālā gāzes likums ļauj jums saistīt tvertnē esošās gāzes spiedienu ar gāzes molu skaitu, ja vien temperatūra un tilpums tiek turēts nemainīgs. Saskaņā ar Ideālās gāzes likumu 1 mols gāzes, kas aizņem 22,4 litrus pie 273 grādiem Kelvina (0 grādi pēc Celsija vai 32 grādi pēc Fārenheita), izdara spiedienu, kas vienāds ar 1 bankomātu. Šie apstākļi ir pazīstami kā standarta temperatūra un spiediens (STP).
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Izmantojiet ideālā gāzes likumu, lai saistītu gāzes spiedienu (P) tvertnē nemainīgā temperatūrā (T) ar gāzes molu (n) skaitu.
Ideālā gāzes likums
Ideālā gāzes likums gāzes spiedienu (P) un tilpumu (V) saista ar gāzes molu skaitu (n) un gāzes temperatūru (T) Kelvina grādos. Matemātiskā formā šīs attiecības ir:
PV = nRT
R ir konstante, kas pazīstama kā ideālā gāzes konstante. Mērot spiedienu atmosfērā, R vērtība ir 0,082057 L atm mol
-1K-1 vai 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (kur [L] apzīmē litrus).Šīs attiecības tehniski ir derīgas tikai ideālai gāzei, kurai ir pilnīgi elastīgas daļiņas bez telpiskā pagarinājuma. Neviena īsta gāze neatbilst šiem nosacījumiem, taču STP laikā lielākā daļa gāzu ir pietiekami tuvu, lai attiecības būtu piemērojamas.
Spiediena saistīšana ar gāzes moliem
Jūs varat pārkārtot uz ideālo gāzes vienādojumu, lai izdalītu vai nu spiedienu, vai molu skaitu vienādības zīmes vienā pusē. Tas kļūst vai nu
P = \ frac {nRT} {V} \ text {vai} n = \ frac {PV} {RT}
Ja temperatūru un tilpumu turat nemainīgu, abi vienādojumi dod jums tiešu proporcionalitāti:
P = Cn \ text {un} n = \ frac {P} {C}, \ text {where} C = \ frac {RT} {V}
Lai aprēķinātu C, jūs varat izmērīt tilpumu litros vai kubikmetros, ja vien atceraties izmantot R vērtību, kas ir saderīga ar jūsu izvēli. Izmantojot Ideal Gas likumu, vienmēr izsakiet temperatūru Kelvina grādos. Pārrēķiniet no Celsija grādiem, pievienojot 273,15. Lai pārvērstu Kelvinā no Fārenheita, atņemiet 32 no Fārenheita temperatūras, reiziniet ar 5/9 un pievienojiet 273,15.
Piemērs
Ja spuldze ir izslēgta un istabas temperatūra ir 25 grādi pēc Celsija, argona gāzes spiediens 0,5 litru spuldzes iekšpusē ir 3,2 ATM. Cik argona molu ir spuldzē?
Sāciet ar konstantes C aprēķināšanu, kur R = 0,082 L atm mol-1K-1. Paturiet prātā, ka 25 grādi pēc Celsija = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ reizes 298,15} {0,5} = 48,9 \ teksts {atm mol} ^ {- 1}
Pievienojiet šo vērtību n vienādojumam, un gāzes molu skaits ir:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ teksts {moli}