Ideell Gasslov

Sammenlign Beregninger

Nedlastinger

Inkluderer dine inndata og resultater for denne beregningen, pluss eventuelle ytterligere beregninger du har sammenlignet.

Løse PV = nRT for Hvilken som Helst Variabel

Den ideelle gassloven relaterer en gass trykk, volum, mengde og temperatur i én ligning: PV = nRT. Angi tre av trykk, volum, mol og temperatur, så løser denne kalkulatoren for den fjerde.

Dette forholdet er en av grunnligningene innen kjemi og fysikk, som kombinerer Boyles lov (trykk og volum), Charles’ lov (volum og temperatur) og Avogadros lov (volum og mengde) i én formel som fungerer uansett hvilken av disse variablene som holdes konstant eller endres.

Formelen

PV = nRT

Hvor $P$ er trykk (atmosfærer), $V$ er volum (liter), $n$ er mengden gass (mol), $T$ er absolutt temperatur (kelvin), og $R$ er den ideelle gasskonstanten, 0,0821 L·atm/(mol·K) i disse enhetene. Temperaturen må alltid være i kelvin — Celsius eller Fahrenheit har begge et vilkårlig nullpunkt, noe som ville gi ligningen et feil svar, ikke bare merket annerledes.

Gjennomregnet Eksempel

Ved standard temperatur og trykk (STP: 0 °C, eller 273,15 K, og 1 atm), hvilket volum tar nøyaktig 1 mol av en ideell gass?

Omorganisering for volum: V = nRT/P.
Innsetting: V = (1 × 0,0821 × 273,15) ÷ 1 ≈ 22,4 liter — det mye siterte “molvolumet” til en ideell gass ved STP.

Å doble temperaturen (ved samme trykk og mengde) dobler volumet; å doble trykket (ved samme temperatur og mengde) halverer volumet.

Viktige Faktorer å Vurdere

De tre “spesialtilfelle”-gasslovene er alle denne samme ligningen med én variabel holdt konstant. Boyles lov (konstant temperatur og mengde), Charles’ lov (konstant trykk og mengde), og Avogadros lov (konstant temperatur og trykk) beskriver hver en forenklet del av PV = nRT — å gjenkjenne hvilke variabler som er faste i et gitt problem gjør det ofte lettere å resonnere seg gjennom enn hele fire-variabel-ligningen.
Gasskonstanten R har forskjellige numeriske verdier avhengig av hvilke enheter du bruker. Denne kalkulatoren bruker R = 0,0821 L·atm/(mol·K), som matcher liter, atmosfærer, og kelvin — å bruke andre trykk- eller volumenheter (som pascal eller kubikkmeter) krever en annen verdi av R, så match alltid konstanten til enhetssystemet som faktisk er i bruk.
Reelle gasser avviker mest fra ideell oppførsel ved høyt trykk og lav temperatur. Under de forholdene bryter antagelsene bak den ideelle gassloven (ikke noe molekylvolum, ingen intermolekylær tiltrekning) sammen mest merkbart — Van der Waals-ligningen er en vanlig forbedring som korrigerer for disse effektene når høyere presisjon trengs.
Denne ligningen forutsetter en fast, uforandret mengde gass med mindre du løser direkte for mol. Hvis gass tilsettes eller fjernes fra et system under en prosess, må beregningen spore den endrede gassmengden (n) som sin egen variabel, ikke behandle den som konstant gjennom hele prosessen.

Vanlige Feil

Å angi temperatur i Celsius eller Fahrenheit i stedet for kelvin. Fordi disse skalaene har et vilkårlig nullpunkt, gir det å sette dem direkte inn i PV = nRT et reelt feil svar, ikke bare et annerledes merket ett — konverter alltid til kelvin først (legg til 273,15 til Celsius).
Å blande enheter som ikke samsvarer med gasskonstanten. R = 0,0821 L·atm/(mol·K) fungerer bare med liter, atmosfærer og kelvin — å angi volum i kubikkmeter eller trykk i pascal uten å konvertere først, eller uten å bytte til en annen verdi av R, gir et feil resultat.
Å glemme at en reell gass ikke er perfekt ideell. Ligningen er en svært god tilnærming under vanlige forhold, men kan merkbart overvurdere nøyaktigheten ved høyt trykk eller lav temperatur, hvor reelt molekylvolum og intermolekylær tiltrekning begynner å bety noe.
Å behandle en endret gassmengde som en fast konstant. Hvis mol gass legges til eller fjernes midtveis i en prosess, må n spores som sin egen endrede variabel, ikke antas konstant gjennom hele beregningen.

Greit å Vite

Trenger du å vite hvor mye oppløst stoff som er oppløst i en løsning i stedet for en gass egne egenskaper? Molaritet og Fortynning-kalkulatoren håndterer konsentrasjon i stedet.
Jobber du fra en substans masse i stedet for direkte fra dens mol? Molmasse-kalkulatoren konverterer mellom de to.
Nysgjerrig på hvordan oppvarming av en gass (eller et hvilket som helst stoff) forholder seg til energien som er involvert? Varmeenergi Kalkulator anslår energien som trengs for en gitt temperaturendring.

Kilde: Ideell gasslov, tilstandsligningen for en ideell gass.

Ofte Stilte Spørsmål

Hva sier egentlig den ideelle gassloven?

PV = nRT relaterer en gass trykk (P), volum (V), mengde i mol (n) og absolutte temperatur (T), bundet sammen av gasskonstanten R. Å kjenne tre av de fire lar deg beregne den fjerde.

Hvorfor må temperaturen være i kelvin?

Den ideelle gassloven gjelder kun på en absolutt temperaturskala, der null virkelig betyr null molekylær bevegelse. Både Celsius og Fahrenheit har et vilkårlig nullpunkt, noe som ville gjort beregningen feil, ikke bare merket annerledes -- konverter alltid til kelvin først (legg til 273,15 til Celsius).

Hvor nøyaktig er den ideelle gassloven for en reell gass?

Det er en svært god tilnærming for de fleste gasser ved vanlige temperaturer og trykk, men den antar at gasspartikler ikke har noe volum og ingen tiltrekning til hverandre. Reelle gasser avviker fra dette ved svært høyt trykk eller svært lav temperatur, hvor mer avanserte tilstandsligninger er nødvendige.