En bankomat eller atmosfär är en enhet med gastryck. En atm är atmosfärstrycket vid havsnivå, vilket i andra enheter är 14,7 pund per kvadrattum, 101325 Pascal, 1,01325 bar eller 1013,25 millibar. Med den ideala gaslagen kan du relatera trycket från en gas inuti en behållare till antalet mol gas, förutsatt att du håller temperaturen och volymen konstant. Enligt den ideala gaslagen utövar 1 mol av en gas som upptar en volym på 22,4 liter vid 273 grader Kelvin (0 grader Celsius eller 32 grader Fahrenheit) ett tryck som är lika med 1 ATM. Dessa förhållanden är kända som standardtemperatur och tryck (STP).
TL; DR (för lång; Läste inte)
Använd idealgaslagen för att relatera trycket (P) för en gas i en behållare vid konstant temperatur (T) till antalet mol (n) gas.
Den ideala gaslagen
Idealgaslagen relaterar gastryck (P) och volym (V) till antalet mol gas (n) och gasens temperatur (T) i grader Kelvin. I matematisk form är detta förhållande:
PV = nRT
R är en konstant känd som den ideala gaskonstanten. När du mäter trycket i atmosfärer är värdet R 0,082057 L atm mol
-1K-1 eller 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (där [L] står för liter).Detta förhållande är tekniskt giltigt endast för en idealgas, som är en som har perfekt elastiska partiklar utan någon rymdförlängning. Ingen riktig gas uppfyller dessa villkor, men vid STP kommer de flesta gaser tillräckligt nära för att göra förhållandet tillämpligt.
Relaterar tryck till mol gas
Du kan ordna om till den ideala gasekvationen för att isolera antingen tryck eller antal mol på ena sidan av likhetstecknet. Det blir antingen
P = \ frac {nRT} {V} \ text {eller} n = \ frac {PV} {RT}
Om du håller temperaturen och volymen konstant ger båda ekvationerna dig en direkt proportionalitet:
P = Cn \ text {och} n = \ frac {P} {C}, \ text {där} C = \ frac {RT} {V}
För att beräkna C kan du mäta volymen antingen i liter eller kubikmeter så länge du kommer ihåg att använda värdet på R som är kompatibelt med ditt val. När du använder den ideala gaslagen, ska du alltid uttrycka temperaturen i grader Kelvin. Konvertera från grader Celsius genom att lägga till 273.15. För att konvertera till Kelvin från Fahrenheit, subtrahera 32 från Fahrenheit-temperaturen, multiplicera med 5/9 och lägg till 273,15.
Exempel
Trycket av argongas inuti en 0,5 liters glödlampa är 3,2 ATM när glödlampan är avstängd och rumstemperaturen är 25 grader Celsius. Hur många mol argon finns i glödlampan?
Börja med att beräkna konstanten C, där R = 0,082 L atm mol-1K-1. Tänk på att 25 grader Celsius = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0.082 \ gånger 298.15} {0.5} = 48.9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
Anslut värdet till ekvationen för n, och antalet mol gas är:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ text {mol}}