Co to jest stała gazu?

Stała gazu (reprezentowana przez literę R), znaną również jako stała gazu idealna, jest funkcją ciśnienia (p), objętości (v), temperatury (t) i moli gazu (n) w aRównanie stechiometryczne.Równanie PV ' NRT jest znane jako idealne prawo gazu.Wartość R można znaleźć, zmieniając równanie do odczytu r ' (pv) / (nt).Innymi słowy, stała gazu jest ciśnieniem gazu pomnożonego przez jego objętość, podzieloną przez liczbę moli gazu pomnożonego przez jego temperaturę w Kelvins.

Gazy idealne są hipotetyczne mdash;Ściśle przestrzegają wszystkich prostych przepisów gazowych i mają molową objętość 22,4141 litrów przy standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP), czyli 273 Kelvin, 1 atmosfera.Jednak w STP większość gazów zachowuje się jak gazy idealne, więc wartość R wynosi na ogół 0,0821 L ATM / mol K lub 8,3145 J / mol K. Na przykład prawo gazu idealnego i stałą gazu można wykorzystać do znalezienia ciśnienia0,508 moli tlenu w 15 -litrowym pojemniku przy 303 Kelvin.Objętość, temperatura i liczba moli są znane.

p ' (nrt) / v ' (0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 k) / 15,0 l mol k ' 0,842 atm

Rzeczy zmieniają się, gdy gaz jest o godz.Niska temperatura lub pod wysokim ciśnieniem.W tych warunkach cząsteczki gazu zbliżają się do siebie i wolniej, więc siły międzycząsteczkowe, zwane van der Waals, powodują niższe ciśnienie zmierzone niż oczekiwano.Gdy cząsteczki są bliżej siebie, objętość rzeczywistych cząsteczek staje się również wyższym ułamkiem całkowitej objętości gazu.

Aby zrekompensować zachowanie prawdziwych gazów, wchodzi równanie Van der Waalsa.Ekspresja (n ² a) / v ² kompensuje międzycząsteczkowe siły przyciągania, a ekspresja NB kompensuje objętość cząsteczek gazu.Razem terminy te stanowią równanie van der waals:

[p + (n ² a) / v ² ] x (v-nb) ' nrt

Wyrażenia n ² a i nb sąnazywane stałymi van der waals i należy je określić eksperymentalnie.Równanie Van der Waalsa jest konieczne tylko wtedy, gdy gaz jest w wysokiej temperaturze lub niskim ciśnieniu.Jeśli gaz znajduje się w temperaturze pokojowej lub nad ciśnieniem mniejszym niż kilka atmosfery, zastosowano idealne prawo gazowe.