Банкомат, або атмосфера, - це одиниця тиску газу. Один атм - це атмосферний тиск на рівні моря, який, в інших одиницях, становить 14,7 фунта на квадратний дюйм, 101325 паскалів, 1,01325 барів або 1013,25 мілібарів. Закон про ідеальний газ дозволяє зв’язати тиск газу всередині ємності з кількістю молей газу, за умови, що ви підтримуєте постійну температуру та об’єм. Відповідно до Закону про ідеальний газ, 1 моль газу, який займає 22,4 літра при 273 градусах за Кельвіном (0 градусів Цельсія або 32 градуси за Фаренгейтом), чинить тиск, рівний 1 атм. Ці умови відомі як стандартні температура та тиск (STP).
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Використовуйте Закон про ідеальний газ, щоб зв’язати тиск (P) газу в ємності при постійній температурі (T) з кількістю молей (n) газу.
Закон про ідеальний газ
Закон про ідеальний газ пов'язує тиск (P) і об'єм (V) газу з кількістю молей газу (n) і температурою (T) газу в градусах Кельвіна. У математичній формі це співвідношення:
PV = nRT
R - константа, відома як ідеальна газова константа. Коли ви вимірюєте тиск в атмосферах, значення R становить 0,082057 л атм моль
-1К-1 або 8,3145 м3 Па моль-1К-1 (де [L] означає літри).Ця залежність технічно справедлива лише для ідеального газу, який має ідеально еластичні частинки без просторового розширення. Жоден справжній газ не відповідає цим умовам, але при STP більшість газів наближаються досить близько, щоб зробити взаємозв'язок застосовним.
Зв'язок тиску з молями газу
Ви можете переставити рівняння ідеального газу, щоб виділити або тиск, або кількість молей на одній стороні знака рівності. Це стає або
P = \ frac {nRT} {V} \ text {або} n = \ frac {PV} {RT}
Якщо ви підтримуєте температуру та об'єм постійними, обидва рівняння дають вам пряму пропорційність:
P = Cn \ text {і} n = \ frac {P} {C}, \ text {де} C = \ frac {RT} {V}
Для розрахунку С ви можете виміряти об’єм у літрах або кубічних метрах, якщо пам’ятаєте використовувати значення R, сумісне з вашим вибором. Використовуючи Закон про ідеальний газ, завжди виражайте температуру в градусах Кельвіна. Перетворити з градусів Цельсія, додавши 273.15. Щоб перевести в кельвінів за Фаренгейтом, відніміть 32 від температури за Фаренгейтом, помножте на 5/9 і додайте 273,15.
Приклад
Тиск газу аргону всередині 0,5-літрової колби становить 3,2 атм, коли лампа вимкнена і температура в приміщенні становить 25 градусів Цельсія. Скільки молей аргону в цибулині?
Почніть з обчислення константи C, де R = 0,082 л атм моль-1К-1. Майте на увазі, що 25 градусів Цельсія = 298,15 К.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ разів 298,15} {0,5} = 48,9 \ текст {атм моль} ^ {- 1}
Підключіть це значення до рівняння для n, і кількість молей газу:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0,065 \ text {молі}