Atm lub atmosfera to jednostka ciśnienia gazu. Jeden atm to ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza, które w innych jednostkach wynosi 14,7 funtów na cal kwadratowy, 101325 paskali, 1,01325 barów lub 1013,25 milibarów. Prawo gazu doskonałego pozwala powiązać ciśnienie gazu w pojemniku z liczbą moli gazu, pod warunkiem, że utrzymujesz stałą temperaturę i objętość. Zgodnie z prawem gazu doskonałego 1 mol gazu o objętości 22,4 litra przy 273 stopniach Kelvina (0 stopni Celsjusza lub 32 stopnie Fahrenheita) wywiera ciśnienie równe 1 ATM. Te warunki są znane jako standardowa temperatura i ciśnienie (STP).
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Użyj prawa gazu doskonałego, aby powiązać ciśnienie (P) gazu w pojemniku o stałej temperaturze (T) z liczbą moli (n) gazu.
Prawo dotyczące gazu doskonałego
Prawo gazu doskonałego wiąże ciśnienie gazu (P) i objętość (V) z liczbą moli gazu (n) i temperaturą (T) gazu w stopniach Kelvina. W formie matematycznej zależność ta jest następująca:
PV=nRT
R jest stałą znaną jako idealna stała gazu. Gdy mierzysz ciśnienie w atmosferach, wartość R wynosi 0,082057 L atm mol
Ta zależność jest technicznie ważna tylko dla gazu doskonałego, czyli takiego, który ma idealnie elastyczne cząstki bez rozciągłości przestrzennej. Żaden gaz rzeczywisty nie spełnia tych warunków, ale w STP większość gazów zbliża się do siebie na tyle blisko, aby zależność miała zastosowanie.
Odniesienie ciśnienia do moli gazu
Możesz zmienić układ do równania gazu doskonałego, aby wyodrębnić ciśnienie lub liczbę moli po jednej stronie znaku równości. Staje się albo
P=\frac{nRT}{V}\text{ lub }n=\frac{PV}{RT}
Jeśli utrzymasz stałą temperaturę i objętość, oba równania dają bezpośrednią proporcjonalność:
P=Cn\text{ i } n=\frac{P}{C},\text{ gdzie }C=\frac{RT}{V}
Aby obliczyć C, możesz zmierzyć objętość w litrach lub metrach sześciennych, o ile pamiętasz o użyciu wartości R, która jest zgodna z Twoim wyborem. Używając prawa gazu doskonałego, zawsze wyrażaj temperaturę w stopniach Kelvina. Konwertuj ze stopni Celsjusza, dodając 273,15. Aby przeliczyć stopnie Fahrenheita na Kelvin, odejmij 32 od temperatury Fahrenheita, pomnóż przez 5/9 i dodaj 273,15.
Przykład
Ciśnienie argonu wewnątrz 0,5 litrowej bańki wynosi 3,2 atm, gdy bańka jest wyłączona, a temperatura pokojowa wynosi 25 stopni Celsjusza. Ile moli argonu znajduje się w żarówce?
Zacznij od obliczenia stałej C, gdzie R = 0,082 L atm mol-1K-1. Pamiętaj, że 25 stopni Celsjusza = 298,15 K.
C=\frac{RT}{V}=\frac{0,082\times 298,15}{0,5}=48,9\text{ atmmol}^{-1}
Wprowadź tę wartość do równania na n, a liczba moli gazu to:
n=\frac{P}{C}=\frac{3.2}{48.9}=0,065\text{ moli}