Atm alebo atmosféra je jednotka tlaku plynu. Jeden atm je atmosférický tlak na hladine mora, ktorý v iných jednotkách predstavuje 14,7 libier na štvorcový palec, 101325 Pascalov, 1,01325 barov alebo 1013,25 milibarov. Zákon o ideálnom plyne vám umožňuje dať do súvislosti tlak plynu vo vnútri nádoby s počtom mólov plynu za predpokladu, že budete udržiavať konštantnú teplotu a objem. Podľa zákona o ideálnom plyne vyvíja 1 mol plynu, ktorý zaberá objem 22,4 litra pri 273 stupňoch Kelvina (0 stupňov Celzia alebo 32 stupňov Fahrenheita) tlak rovný 1 ATM. Tieto podmienky sú známe ako štandardná teplota a tlak (STP).
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Použite zákon ideálneho plynu na vztlak tlaku (P) plynu v nádobe pri konštantnej teplote (T) k počtu mólov (n) plynu.
Zákon o ideálnom plyne
Zákon o ideálnom plyne dáva do súvislosti tlak plynu (P) a objem (V) s počtom mólov plynu (n) a teplotou (T) plynu v stupňoch Kelvina. V matematickej forme je tento vzťah:
PV = nRT
R je konštanta známa ako konštanta ideálneho plynu. Keď meriate tlak v atmosfére, hodnota R je 0,082057 L atm mol
Tento vzťah je technicky platný iba pre ideálny plyn, ktorý má dokonale elastické častice bez priestorového rozšírenia. Žiadny skutočný plyn nespĺňa tieto podmienky, ale pri STP sa väčšina plynov priblíži natoľko, aby bol vzťah použiteľný.
Vzťahovanie tlaku k molám plynu
Môžete sa preskupiť podľa rovnice ideálneho plynu, aby ste izolovali buď tlak alebo počet mólov na jednej strane znamienka rovnosti. Stáva sa to buď
P = \ frac {nRT} {V} \ text {alebo} n = \ frac {PV} {RT}
Ak udržujete konštantnú teplotu a objem, obe rovnice vám poskytnú priamu úmernosť:
P = Cn \ text {a} n = \ frac {P} {C}, \ text {kde} C = \ frac {RT} {V}
Na výpočet C môžete merať objem buď v litroch alebo kubických metroch, pokiaľ nezabudnete použiť hodnotu R, ktorá je kompatibilná s vašou voľbou. Ak používate zákon ideálneho plynu, vždy vyjadrite teplotu v stupňoch Kelvina. Prevod zo stupňov Celzia pridaním 273,15. Ak chcete previesť na Kelvin z Fahrenheita, odčítajte 32 od Fahrenheita, vynásobte 5/9 a pridajte 273,15.
Príklad
Tlak plynného argónu vo vnútri žiarovky s objemom 0,5 litra je 3,2 ATM, keď je žiarovka vypnutá a teplota v miestnosti je 25 stupňov Celzia. Koľko mólov argónu je v žiarovke?
Začnite výpočtom konštanty C, kde R = 0,082 L atm mol-1K-1. Pamätajte, že 25 stupňov Celzia = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ krát 298,15} {0,5} = 48,9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
Zapojte túto hodnotu do rovnice pre n a počet mólov plynu je:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3,2} {48,9} = 0,065 \ text {moly}