Sisältö
Atm tai ilmakehä on kaasun paineen yksikkö. Yksi atm on ilmakehän paine merenpinnan tasolla, joka muissa yksiköissä on 14,7 kiloa neliötuumaa kohden, 101325 paskalia, 1,01325 baaria tai 1013,25 millibaaria. Ideaalikaasulaki antaa sinun verrata säiliön sisällä olevan kaasun paineen kaasumoolien lukumäärään, jos lämpötila ja tilavuus pidetään vakiona. Ihanteellista kaasua koskevan lain mukaan 1 mooli kaasua, jonka tilavuus on 22,4 litraa 273 asteessa Kelviniä (0 celsiusastetta tai 32 astetta Fahrenheit), aiheuttaa yhden ATM: n paineen. Nämä olosuhteet tunnetaan vakiona lämpötilan ja paineen (STP).
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Käytä ihanteellisen kaasun lakia verrataksesi säiliössä olevan kaasun paineen (P) vakiolämpötilassa (T) kaasun moolimäärään (n).
P = (nRT) ÷ V, missä R on ihanteellinen kaasuvakio.
Ihanteellinen kaasulaki
Ideaalikaasulaki liittyy kaasun paineeseen (P) ja tilavuuteen (V) kaasun moolimäärään (n) ja kaasun lämpötilaan (T) Kelvin-asteina. Matemaattisessa muodossa tämä suhde on:
PV = nRT
R on vakio, joka tunnetaan nimellä ihanteellinen kaasuvakio. Kun mitat ilmakehän paineen, R: n arvo on 0,082057 L atm mol-1K-1 tai 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (missä tarkoittaa litraa).
Tämä suhde on teknisesti pätevä vain ihanteelliselle kaasulle, jossa on täysin joustavia hiukkasia ilman alueellista pidennystä. Mikään todellinen kaasu ei täytä näitä ehtoja, mutta STP: ssä suurin osa kaasuista on riittävän lähellä, jotta suhde voidaan soveltaa.
Paineen suhde kaasumooliin
Voit järjestellä uudelleen ihanteelliseen kaasuyhtälöön eristääksesi joko paineen tai moolien määrän yhtälömerkin toisella puolella. Siitä tulee joko P = (nRT) ÷ V tai n = PV ÷ RT. Jos pidät lämpötila ja tilavuus vakiona, molemmat yhtälöt antavat sinulle suoran suhteellisuuden:
P = C × n ja n = (1 / C) × P, missä C = RT ÷ V.
C: n laskemiseksi voit mitata tilavuuden joko litroina tai kuutiometreinä, kunhan muistat käyttää R-arvoa, joka on yhteensopiva valintasi kanssa. Kun käytät ihanteellista kaasua koskevaa lakia, ilmaista lämpötila aina kelvin-asteina. Muunna Celsius-asteista lisäämällä 273.15. Muuntaaksesi Kelviniksi Fahrenheitistä, vähennä 32 Fahrenheitin lämpötilasta, kerro kertoimella 5/9 ja lisää 273,15.
esimerkki
Argonkaasun paine 0,5 litran polttimon sisällä on 3,2 ATM, kun polttimo on pois päältä ja huoneen lämpötila on 25 celsiusastetta. Kuinka monta moolia argonia polttimossa on?
Aloita laskemalla vakio C = RT ÷ V, jossa R = 0,082 L atm mol-1K-1. Muista, että 25 celsiusastetta = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Kytke tämä arvo yhtälöön n = (1 / C) × P.
Kaasumoolien lukumäärä on: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 moolia.