Vsebina
Atm ali ozračje je enota tlaka plina. En atm je atmosferski tlak na morju, ki v drugih enotah znaša 14,7 funtov na kvadratni palec, 101325 paskalov, 1,01325 barov ali 1013,25 milibarov. Zakon o idealnem plinu omogoča povezavo tlaka plina v posodi s številom molov plina, pod pogojem, da ohranjate stalno temperaturo in prostornino. Po zakonu o idealnem plinu 1 mol plina, ki zasede 22,4 litra pri 273 stopinjah Kelvina (0 stopinj Celzija ali 32 stopinj Fahrenheita), pritiska enako 1 ATM. Ti pogoji so znani kot standardna temperatura in tlak (STP).
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Z zakonom o idealnem plinu lahko povežete tlak (P) plina v posodi s konstantno temperaturo (T) s številom molov (n) plina.
P = (nRT) ÷ V, kjer je R konstanta idealnega plina.
Zakon o idealnem plinu
Zakon o idealnem plinu nanaša tlak plina (P) in prostornino (V) na število molov plina (n) in temperaturo (T) plina v stopinjah Kelvina. V matematični obliki je to razmerje:
PV = nRT
R je konstanta, znana kot idealna plinska konstanta. Ko merite tlak v atmosferi, je vrednost R 0,082057 L atm mol-1K-1 ali 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (kjer stoji za litre).
To razmerje tehnično velja le za idealen plin, ki ima popolnoma elastične delce brez prostorskega podaljška. Noben pravi plin ne izpolnjuje teh pogojev, toda pri STP se večina plinov približa dovolj, da bi odnos lahko uporabil.
Navezani tlak na molove plina
Lahko se preuredite v enačbo idealnega plina, če izolirate pritisk ali število molov na eni strani znaka enako. To postane bodisi P = (nRT) ÷ V ali n = PV ÷ RT. Če ohranjate konstantno temperaturo in glasnost, imata obe enačbi neposredno sorazmernost:
P = C × n in n = (1 / C) × P, kjer je C = RT ÷ V.
Če želite izračunati C, lahko merite prostornino v litrih ali kubičnih metrih, če se spomnite, da uporabite vrednost R, ki je združljiva z vašo izbiro. Ko uporabljate zakon o idealnem plinu, vedno izrazite temperaturo v stopinjah Kelvina. Pretvori iz stopinj Celzija z dodajanjem 273,15. Če želite pretvoriti v Kelvina iz Fahrenheita, odštejte 32 od temperature Fahrenheita, pomnožite s 5/9 in dodajte 273,15.
Primer
Tlak argonovega plina znotraj 0,5-litrske žarnice je 3,2 ATM, ko je žarnica izklopljena in sobna temperatura 25 stopinj Celzija. Koliko molov argona je v žarnici?
Začnite z izračunom konstante C = RT ÷ V, kjer je R = 0,082 L atm mol-1K-1. Upoštevajte, da je 25 stopinj Celzija = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Vstavite to vrednost v enačbo n = (1 / C) × P.
Število molov plina je: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 molov.