Qual è la costante del gas?

La costante di gas (rappresentata dalla lettera R), nota anche come costante di gas ideale, è una funzione della pressione (P), del volume (V), della temperatura (T) e delle moli di un gas (N) in aEquazione stechiometrica.L'equazione PV ' NRT è nota come legge sul gas ideale.Il valore di R può essere trovato riorganizzando l'equazione per leggere R ' (PV) / (NT).In altre parole, la costante di gas è la pressione del gas moltiplicato per il suo volume, divisa per il numero di moli del gas moltiplicato per la sua temperatura nei Kelvin.

I gas ideali sono ipotetici e mdash;Obbediscono rigorosamente tutte le semplici leggi sul gas e hanno un volume molare di 22.4141 litri a temperatura e pressione standard (STP), che è 273 Kelvin, 1 atmosfera.In STP, tuttavia, la maggior parte dei gas si comporta come gas ideali, quindi il valore di R è generalmente 0,0821 L ATM / mol K o 8.3145 J / Mol K. Ad esempio, la legge sul gas ideale e la costante di gas possono essere utilizzate per trovare la pressionedi 0,508 moli di ossigeno in un contenitore da 15 litri a 303 Kelvin.Sono noti il volume, la temperatura e il numero di moli.

P ' (NRT) / V ' (0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 K) / 15,0 l mol K ' 0,842 atm

Le cose cambiano quando un gas è attivouna bassa temperatura o ad alta pressione.In queste condizioni, le molecole di gas si stanno avvicinando di più e più lentamente, quindi le forze intermolecolari, chiamate van der Waals, fanno sì che la pressione misurata sia inferiore al previsto.Quando le molecole sono più vicine, il volume delle molecole effettive diventa anche una frazione più elevata del volume totale del gas.

Per compensare il comportamento dei gas reali, l'equazione di Van der Waals entra in gioco.L'espressione (N

2 ^{A) / V} 2 ^{compensa le forze intermolecolari di attrazione e l'espressione NB compensa il volume delle molecole di gas.Insieme, questi termini costituiscono l'equazione di van der waals:}

[p + (n

2 ^{a) / v} 2 ^{] x (v-nb) ' nrt}

Le espressioni n

2 ^{a e nb sonoChiamati costanti di van der Waals e deve essere determinato sperimentalmente.L'equazione di van der Waals è necessaria solo quando il gas è ad alta temperatura o bassa pressione.Se il gas è alla temperatura ambiente o superiore e ad una pressione inferiore a poche atmosfere, si applicherebbe la legge sul gas ideale.}