Atm ali ozračje je enota tlaka plina. En atm je atmosferski tlak na morski gladini, ki v drugih enotah znaša 14,7 funtov na kvadratni palec, 101325 paskalov, 1,01325 barov ali 1013,25 milibarjev. Zakon o idealnem plinu vam omogoča, da tlak plina v posodi povežete s številom molov plina, če ohranjate konstantno temperaturo in prostornino. Po zakonu o idealnem plinu 1 mol plina, ki zavzame prostornino 22,4 litra pri 273 stopinjah Celvina (0 stopinj Celzija ali 32 stopinj Fahrenheita), pritiska 1 ATM. Ti pogoji so znani kot standardna temperatura in tlak (STP).
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Uporabite zakon o idealnem plinu, da tlak (P) plina v posodi pri stalni temperaturi (T) povežete s številom molov (n) plina.
Zakon o idealnem plinu
Zakon o idealnem plinu povezuje tlak plina (P) in prostornino (V) s številom molov plina (n) in temperaturo (T) plina v stopinjah Kelvina. V matematični obliki je to razmerje:
PV = nRT
R je konstanta, znana kot idealna plinska konstanta. Ko izmerite tlak v atmosferah, je vrednost R 0,082057 L atm mol-1K-1 ali 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (kjer [L] pomeni litre).
To razmerje tehnično velja le za idealen plin, ki ima popolnoma elastične delce brez prostorskega podaljšanja. Noben pravi plin ne izpolnjuje teh pogojev, toda pri STP se večina plinov približa dovolj, da lahko razmerje velja.
Povezava tlaka z moli plina
Lahko se preuredite v enačbo idealnega plina, da izolirate pritisk ali število molov na eni strani znaka enačbe. To postane bodisi
P = \ frac {nRT} {V} \ text {ali} n = \ frac {PV} {RT}
Če imate temperaturo in prostornino konstantno, vam enačbi dajeta sorazmernost:
P = Cn \ text {in} n = \ frac {P} {C}, \ text {kjer} C = \ frac {RT} {V}
Za izračun C lahko izmerite prostornino v litrih ali kubičnih metrih, če se spomnite, da uporabite vrednost R, ki je združljiva z vašo izbiro. Ko uporabljate zakon o idealnem plinu, temperaturo vedno izrazite v stopinjah Kelvina. Pretvori iz stopinj Celzija z dodajanjem 273,15. Če želite pretvoriti v Kelvin iz Fahrenheita, od temperature Fahrenheita odštejte 32, pomnožite s 5/9 in dodajte 273,15.
Primer
Tlak plina argona v 0,5-litrski žarnici je 3,2 ATM, ko žarnica ugasne in je sobna temperatura 25 stopinj Celzija. Koliko molov argona je v žarnici?
Začnite z izračunom konstante C, kjer je R = 0,082 L atm mol-1K-1. Upoštevajte, da je 25 stopinj Celzija = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ krat 298,15} {0,5} = 48,9 \ besedilo {atm mol} ^ {- 1}
Priključite to vrednost v enačbo za n, število molov plina pa je:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0,065 \ text {moles}