Ποια είναι η σταθερά αερίου;

Η σταθερά αερίου (που αντιπροσωπεύεται από το γράμμα R), επίσης γνωστή ως η ιδανική σταθερά αερίου, είναι συνάρτηση της πίεσης (P), του όγκου (V), της θερμοκρασίας (t) και των γραμμομορίων ενός αερίου (n) σε έναστοιχειομετρική εξίσωση.Η εξίσωση PV ' NRT είναι γνωστή ως ο ιδανικός νόμος για το αέριο.Η τιμή του R μπορεί να βρεθεί με την αναδιάταξη της εξίσωσης για να διαβάσετε r ' (PV) / (NT).Με άλλα λόγια, η σταθερά αερίου είναι η πίεση του αερίου που πολλαπλασιάζεται με τον όγκο του, διαιρούμενο με τον αριθμό των γραμμομορίων του αερίου πολλαπλασιασμένου με τη θερμοκρασία του σε kelvins.

Τα ιδανικά αέρια είναι υποθετικά mdash;Υπογραμμίζουν αυστηρά όλους τους απλούς νόμους φυσικού αερίου και έχουν μοριακό όγκο 22.4141 λίτρα σε τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), που είναι 273 Kelvin, 1 ατμόσφαιρα.Ωστόσο, στο STP, τα περισσότερα αέρια συμπεριφέρονται σαν ιδανικά αέρια, οπότε η τιμή του R είναι γενικά 0,0821 L ATM / mol K ή 8,3145 J / mol K. Για παράδειγμα, ο ιδανικός νόμος για το αέριο και η σταθερά αερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βρεθούν η πίεσηαπό 0,508 γραμμομορείς οξυγόνου σε δοχείο 15 λίτρων στο 303 Kelvin.Ο όγκος, η θερμοκρασία και ο αριθμός των γραμμομορίων είναι γνωστά.χαμηλή θερμοκρασία ή κάτω από υψηλή πίεση.Κάτω από αυτές τις συνθήκες, τα μόρια αερίου κινούνται πιο κοντά και πιο αργά, έτσι οι ενδομοριακές δυνάμεις, που ονομάζονται van der Waals, προκαλούν τη μέτρηση της πίεσης να είναι χαμηλότερη από την αναμενόμενη.Όταν τα μόρια είναι πιο κοντά, ο όγκος των πραγματικών μορίων γίνεται επίσης υψηλότερο κλάσμα του συνολικού όγκου του αερίου.

Για να αντισταθμιστεί η συμπεριφορά των πραγματικών αερίων, η εξίσωση Van der Waals μπαίνει στο παιχνίδι.Η έκφραση (n

2

a) / v

2

αντισταθμίζει τις διαμοριακές δυνάμεις έλξης και η έκφραση NB αντισταθμίζει τον όγκο των μορίων αερίου.Μαζί, αυτοί οι όροι αποτελούν την εξίσωση van der Waals: [p + (n ² a) / v

2

x (v-nb) ' nrt Οι εκφράσεις n ² a και nb είναιΟνομάζεται σταθερές Van der Waals και πρέπει να καθορίζεται πειραματικά.Η εξίσωση van der Waals είναι απαραίτητη μόνο όταν το αέριο βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία ή χαμηλή πίεση.Εάν το αέριο βρίσκεται σε θερμοκρασία ή πάνω από τη θερμοκρασία του δωματίου και σε πίεση μικρότερη από μερικές ατμόσφαιρες, θα ισχύει ο ιδανικός νόμος αερίου.