Sisu
Atm ehk atmosfäär on gaasi rõhuühik. Üks atm on õhurõhk merepinnal, mis teistes ühikutes on 14,7 naela ruuttollis, 101325 paskalit, 1,01325 baari või 1013,25 millibaari. Ideaalse gaasi seadus võimaldab teil seostada anumas oleva gaasi rõhu gaasi moolide arvuga, eeldusel, et hoiate temperatuuri ja ruumala konstantsena. Ideaalse gaasi seaduse kohaselt avaldab 1 mool gaasi, mille ruumala on 273 kraadi Kelvini (0 kraadi Celsiuse järgi või 32 kraadi Fahrenheiti), 22,4 liitrit, rõhku, mis võrdub 1 ATM-iga. Neid tingimusi nimetatakse standardtemperatuuriks ja -rõhuks (STP).
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Kasutage ideaalse gaasi seadust, et seostada konstantsel temperatuuril (T) anumas oleva gaasi rõhk (P) gaasi moolide arvuga (n).
P = (nRT) ÷ V, kus R on ideaalne gaasi konstant.
Ideaalse gaasi seadus
Ideaalse gaasi seadus seob gaasi rõhu (P) ja mahu (V) gaasi moolide arvuga (n) ja gaasi temperatuuriga (T) kraadides kraadides. Matemaatiliselt on see suhe:
PV = nRT
R on konstant, mida tuntakse ideaalse gaasikonstandina. Kui mõõdate rõhku atmosfäärides, on R väärtus 0,082057 L atm mol-1K-1 või 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (kus tähistab liitreid).
See suhe kehtib tehniliselt ainult ideaalse gaasi puhul, milles on ideaalselt elastsed osakesed ilma ruumilise pikenduseta. Ükski pärisgaas ei vasta neile tingimustele, kuid STP-s jõuab enamik gaase piisavalt lähedale, et muuta seos kohaldatavaks.
Gaasi moolide rõhu suhe
Ideaalse gaasivõrrandi jaoks saate ümber korraldada rõhu või moolide arvu võrdusmärgi ühel küljel. Sellest saab kas P = (nRT) ÷ V või n = PV ÷ RT. Kui hoiate temperatuuri ja ruumala konstantsena, annavad mõlemad võrrandid otsese proportsionaalsuse:
P = C × n ja n = (1 / C) × P, kus C = RT ÷ V
C arvutamiseks võite mahtu mõõta kas liitrites või kuupmeetrites, kui mäletate, et kasutate R-väärtust, mis sobib teie valitud valikuga. Ideaalse gaasi seaduse kasutamisel väljendage temperatuur alati kelvini kraadides. Teisendage Celsiuse kraadi järgi, lisades 273.15. Fahrenheiti Kelviniks teisendamiseks lahutage Fahrenheiti temperatuurist 32, korrutage 5/9-ga ja lisage 273,15.
Näide
Argoongaasi rõhk 0,5-liitrises kolvis on 3,2 ATM, kui pirn on välja lülitatud ja toatemperatuur on 25 kraadi Celsiuse järgi. Mitu mooli argooni on pirnis?
Alustuseks arvutage konstant C = RT ÷ V, kus R = 0,082 L atm mol-1K-1. Pidage meeles, et 25 kraadi Celsiuse järgi = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Ühendage see väärtus võrrandisse n = (1 / C) × P.
Gaasi moolide arv on: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 mooli.