Зміст
Атм, або атмосфера - це одиниця тиску газу. Один атм - це атмосферний тиск на рівні моря, який, в інших одиницях, становить 14,7 фунтів на квадратний дюйм, 101325 паскалів, 1,01325 барів або 1013,25 мілібарів. Закон про ідеальний газ дозволяє співвідносити 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 об’єм 22,4 літра при 273 градусах Кельвіна (0 градусів Цельсія або 32 градуси Фаренгейта), чинить тиск, рівний 1 атм. Ці умови відомі як стандартна температура і тиск (STP).
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Використовуйте закон ідеального газу, щоб відновити тиск (P) газу в ємності при постійній температурі (T) до кількості молей (n) газу.
P = (nRT) ÷ V, де R - ідеальна константа газу.
Закон про ідеальний газ
Закон про ідеальний газ пов'язує тиск газу (P) та об'єм (V) до кількості молей газу (n) та температури (T) газу в градусах Кельвіна. У математичній формі цей взаємозв'язок такий:
PV = nRT
R - константа, відома як ідеальна константа газу. При вимірюванні тиску в атмосфері значення R становить 0,082057 л атм моль-1К-1 або 8,3145 м3 Па моль-1К-1 (де стоїть літрів).
Це відношення технічно справедливо лише для ідеального газу, який має ідеально еластичні частинки без просторового розширення. Жоден реальний газ не відповідає цим умовам, але в STP більшість газів наближаються досить близько, щоб зробити відносини застосовними.
Відношення тиску до молей газу
Ви можете переставити рівняння ідеального газу, щоб виділити тиск або кількість молей на одній стороні від знака рівності. Це стає або P = (nRT) ÷ V або n = PV ÷ RT. Якщо ви тримаєте температуру та об'єм постійними, обидва рівняння дають пряму пропорційність:
P = C × n і n = (1 / C) × P, де C = RT ÷ V.
Щоб обчислити C, ви можете виміряти об'єм або в літрах, або в кубічних метрах, поки ви 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 перетворити Кельвіна з Фаренгейта, віднімайте 32 від температури Фаренгейта, помножте на 5/9 і додайте 273,15.
Приклад
Тиск газу аргону всередині 0,5-літрової колби становить 3,2 атм, коли колба вимкнена, а температура в приміщенні - 25 градусів Цельсія. Скільки молей аргону в цибулині?
Почніть з обчислення постійної C = RT ÷ V, де R = 0,082 L атм моль-1К-1. Майте на увазі, що 25 градусів Цельсія = 298,15 К.
C = 48,9 атм моль-1.
Підключіть це значення до рівняння n = (1 / C) × P.
Кількість молей газу становить: (1 / 48,9 атм моль-1 ) × 3,2 атм
= 0,065 родимок.