•••Tatomm / iStock / GettyImages
În viața de zi cu zi, probabil că dați de la sine înțeles faptul că sunteți înconjurat de gaze, în general sub formă de aer, dar uneori sub alte forme. Fie că este vorba de buchetul de baloane umplute cu heliu pe care îl achiziționați pentru o persoană dragă sau de aerul pe care l-ați introdus în anvelopele mașinii dvs., gazele trebuie să se comporte într-un mod previzibil pentru ca dvs. să le folosiți.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Gazele se comportă, în general, într-un mod descris de legea gazelor ideale. Atomii sau moleculele care alcătuiesc gazul se ciocnesc unul de celălalt, dar nu sunt atrași unul de celălalt ca și la crearea de noi compuși chimici. Energia cinetică este tipul de energie asociată cu mișcarea acestor atomi sau molecule; acest lucru face ca energia asociată gazului să fie reactivă la schimbările de temperatură. Pentru o cantitate dată de gaz, o scădere a temperaturii va provoca o scădere a presiunii dacă toate celelalte variabile rămân constante.
Proprietățile chimice și fizice ale fiecărui gaz diferă de cele ale altor gaze. Mai mulți oameni de știință între secolele al XVII-lea și al XIX-lea au făcut observații care explicau comportamentul general al multor gaze în condiții controlate; descoperirile lor au devenit baza a ceea ce este acum cunoscut sub numele de Legea gazelor ideale.
Formula Legii gazelor ideale este după cum urmează:
PV = nRT = NkT
Unde,
- P = presiune absolută
- V = volum
- n = numărul de alunițe
- R = constantă universală a gazului = 8,3145 Jouli pe mol înmulțit cu unități Kelvin de temperatură, adesea exprimată ca "8,3145 J / mol K"
- T = temperatura absolută
- N = numărul de molecule
- k = constanta Boltzmann = 1,38066 x 10-23 Jouli pe Kelvin unități de temperatură
- NA = Numărul lui Avogadro = 6,0221 x 1023 molecule pe mol
Folosind formula Legii gazelor ideale - și un pic de algebră - puteți calcula modul în care o schimbare de temperatură ar afecta presiunea unui eșantion fix de gaz. Folosind proprietatea tranzitivă, puteți exprima expresia:
PV = nRT \ implică \ frac {PV} {nR} = T
Deoarece numărul de moli, sau cantitatea de molecule de gaz, este menținut constant, iar numărul de moli este înmulțit cu o constantă, orice modificare a temperaturii ar afecta presiunea, volumul sau ambele simultan pentru un eșantion dat de gaz.
În mod similar, puteți exprima formula într-un mod care calculează presiunea. Această formulă echivalentă:
P = \ frac {nRT} {V}
arată că o schimbare a presiunii, toate celelalte lucruri rămânând constante, va schimba proporțional temperatura gazului.