Содержание
Атм или атмосфера - это единица измерения давления газа. Один атм - атмосферное давление на уровне моря, которое в других единицах составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, 101325 Паскалей, 1,01325 бар или 1013,25 миллибар. Закон об идеальном газе позволяет соотносить давление газа внутри контейнера с количеством молей газа при условии, что температура и объем остаются постоянными. Согласно Закону об идеальном газе, 1 моль газа, который занимает объем 22,4 литра при 273 градусах Кельвина (0 градусов Цельсия или 32 градуса Фаренгейта), оказывает давление, равное 1 атм. Эти условия известны как стандартные температура и давление (STP).
TL; DR (слишком долго; не читал)
Используйте закон идеального газа, чтобы связать давление (P) газа в контейнере с постоянной температурой (T) с числом молей (n) газа.
P = (nRT) ÷ Vгде R - идеальная газовая постоянная.
Закон идеального газа
Закон идеального газа связывает давление газа (P) и объем (V) с числом молей газа (n) и температурой (T) газа в градусах Кельвина. В математической форме это соотношение:
PV = nRT
R - постоянная, известная как постоянная идеального газа. При измерении давления в атмосферах значение R составляет 0,082057 л атм. Моль-1К-1 или 8,3145 м3 Па моль-1К-1 (где стоит литры).
Это соотношение технически справедливо только для идеального газа, который имеет идеально упругие частицы без пространственного расширения. Ни один реальный газ не удовлетворяет этим условиям, но на STP большинство газов подходят достаточно близко, чтобы сделать соотношение применимым.
Относительное давление к молям газа
Вы можете перестроить уравнение идеального газа, чтобы изолировать либо давление, либо число молей на одной стороне знака равенства. Становится либо P = (nRT) ÷ V или же n = PV ÷ RT, Если вы держите температуру и объем постоянными, оба уравнения дают вам прямую пропорциональность:
P = C × n и n = (1 / C) × P, где C = RT ÷ V.
Чтобы рассчитать C, вы можете измерить объем в литрах или кубических метрах, если вы не забываете использовать значение R, которое соответствует вашему выбору. При использовании закона идеального газа всегда выражайте температуру в градусах Кельвина. Конвертировать из градусов Цельсия, добавив 273,15. Чтобы перевести в Кельвины из Фаренгейта, вычтите 32 из температуры по Фаренгейту, умножьте на 5/9 и прибавьте 273,15.
пример
Давление газа аргона внутри колбы емкостью 0,5 литра составляет 3,2 атм, когда колба выключена, а комнатная температура составляет 25 градусов Цельсия. Сколько молей аргона в луковице?
Начнем с вычисления постоянной C = RT ÷ V, где R = 0,082 л атм. Моль-1К-1, Имейте в виду, что 25 градусов по Цельсию = 298,15 К.
С = 48,9 атм. Моль-1.
Вставьте это значение в уравнение n = (1 / C) × P.
Количество молей газа: (1 / 48,9 атм моль-1 ) × 3,2 атм
= 0,065 моль.