atm หรือบรรยากาศเป็นหน่วยของความดันแก๊ส หนึ่ง atm คือความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล ซึ่งในหน่วยอื่น ๆ คือ 14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว, 101325 Pascals, 1.01325 บาร์หรือ 1013.25 มิลลิบาร์ กฎของแก๊สในอุดมคติทำให้คุณสามารถเชื่อมโยงความดันของก๊าซภายในภาชนะกับจำนวนโมลของก๊าซได้ โดยต้องรักษาอุณหภูมิและปริมาตรให้คงที่ ตามกฎของแก๊สในอุดมคติ ก๊าซ 1 โมลที่มีปริมาตร 22.4 ลิตรที่ 273 องศาเคลวิน (0 องศาเซลเซียสหรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์) มีแรงดันเท่ากับ 1 ATM สภาวะเหล่านี้เรียกว่าอุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP)
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ใช้กฎของแก๊สในอุดมคติเพื่อเชื่อมโยงความดัน (P) ของก๊าซในภาชนะที่อุณหภูมิคงที่ (T) กับจำนวนโมล (n) ของก๊าซ
กฎหมายแก๊สในอุดมคติ
กฎของแก๊สในอุดมคติเกี่ยวข้องกับแรงดันแก๊ส (P) และปริมาตร (V) กับจำนวนโมลของแก๊ส (n) และอุณหภูมิ (T) ของแก๊สในหน่วยองศาเคลวิน ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ ความสัมพันธ์นี้คือ:
PV=nRT
R เป็นค่าคงที่ที่เรียกว่าค่าคงที่แก๊สในอุดมคติ เมื่อคุณวัดความดันในบรรยากาศ ค่า R คือ 0.082057 L atm mol-1K-1 หรือ 8.3145 m3 ป่าโมล-1K-1 (โดยที่ [L] ย่อมาจากลิตร)
ความสัมพันธ์นี้ใช้ได้ในทางเทคนิคสำหรับก๊าซในอุดมคติเท่านั้น ซึ่งเป็นก๊าซที่มีอนุภาคที่ยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีการขยายช่องว่าง ไม่มีก๊าซแท้จริงตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ แต่ที่ STP ก๊าซส่วนใหญ่จะเข้ามาใกล้มากพอที่จะทำให้ความสัมพันธ์ใช้ได้
ความดันสัมพันธ์กับโมลของแก๊ส
คุณสามารถจัดเรียงสมการก๊าซในอุดมคติใหม่เพื่อแยกแรงดันหรือจำนวนโมลที่ด้านหนึ่งของเครื่องหมายเท่ากับ กลายเป็นอย่างใดอย่างหนึ่ง
P=\frac{nRT}{V}\text{ or }n=\frac{PV}{RT}
หากคุณคงอุณหภูมิและปริมาตรให้คงที่ สมการทั้งสองจะให้สัดส่วนโดยตรงแก่คุณ:
P=Cn\text{ และ } n=\frac{P}{C},\text{ โดยที่ }C=\frac{RT}{V}
ในการคำนวณ C คุณสามารถวัดปริมาตรเป็นลิตรหรือลูกบาศก์เมตรก็ได้ ตราบใดที่คุณอย่าลืมใช้ค่า R ที่เข้ากันได้กับตัวเลือกของคุณ เมื่อใช้กฎแก๊สในอุดมคติ ให้แสดงอุณหภูมิเป็นองศาเคลวินเสมอ แปลงจากองศาเซลเซียสโดยบวก 273.15 หากต้องการแปลงจากฟาเรนไฮต์เป็นเคลวิน ให้ลบ 32 ออกจากอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ คูณด้วย 5/9 แล้วบวก 273.15
ตัวอย่าง
แรงดันของก๊าซอาร์กอนภายในหลอด 0.5 ลิตร คือ 3.2 ATM เมื่อปิดหลอดไฟและอุณหภูมิห้องอยู่ที่ 25 องศาเซลเซียส อาร์กอนมีกี่โมลในกระเปาะ?
เริ่มต้นด้วยการคำนวณค่าคงที่ C โดยที่ R = 0.082 L atm mol-1K-1. โปรดจำไว้ว่า 25 องศาเซลเซียส = 298.15 K.
C=\frac{RT}{V}=\frac{0.082\times 298.15}{0.5}=48.9\text{ atm mol}^{-1}
แทนค่านั้นลงในสมการของ n และจำนวนโมลของก๊าซคือ:
n=\frac{P}{C}=\frac{3.2}{48.9}=0.065\text{ โมล}
