Hằng số khí là gì?

Hằng số khí (biểu thị bằng chữ R), còn được gọi là hằng số khí lý tưởng, là một hàm của áp suất (p), thể tích (v), nhiệt độ (t) và mol của khí (n)Phương trình cân bằng hóa học.Phương trình PV ' NRT được gọi là luật khí lý tưởng.Giá trị của R có thể được tìm thấy bằng cách sắp xếp lại phương trình để đọc r ' (pv) / (nt).Nói cách khác, hằng số khí là áp suất của khí nhân với thể tích của nó, chia cho số mol của khí nhân với nhiệt độ của nó trong Kelvins.Khí lý tưởng là giả thuyết mdash;Họ hoàn toàn tuân theo tất cả các định luật khí đơn giản và có thể tích mol là 22.4141 lít ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), là 273 Kelvin, 1 khí quyển.Tuy nhiên, tại STP, hầu hết các loại khí hoạt động như khí lý tưởng, do đó, giá trị của R thường là 0,0821 L atm / mol K hoặc 8.3145 J / mol K. Ví dụ, định luật khí lý tưởng và hằng số khí có thể được sử dụng để tìm áp suất0,508 mol oxy trong một thùng chứa 15 lít ở 303 Kelvin.Thể tích, nhiệt độ và số mol được biết đến. P ' (NRT) / V ' (0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 K) / 15,0 L mol k ' 0,842 atm

nhiệt độ thấp hoặc dưới áp suất cao.Trong các điều kiện này, các phân tử khí đang di chuyển gần nhau hơn và chậm hơn, do đó các lực liên phân tử, được gọi là van der Waals, khiến áp suất đo được thấp hơn dự kiến.Khi các phân tử gần nhau hơn, thể tích của các phân tử thực tế cũng trở thành một phần cao hơn của tổng thể tích của khí.Để bù đắp cho hành vi của các loại khí thực, phương trình van der Waals xuất hiện.Biểu thức (n

2

a) / v

2

bù cho các lực hấp dẫn liên phân tử và biểu thức Nb bù cho thể tích của các phân tử khí.Cùng với nhau, các thuật ngữ này tạo thành phương trình van der Waals:

[p + (n

2

a) / v ² ] x (v-nb) ' nrtđược gọi là hằng số van der Waals, và phải được xác định bằng thực nghiệm.Phương trình van der Waals chỉ cần thiết khi khí ở nhiệt độ cao hoặc áp suất thấp.Nếu khí ở hoặc trên nhiệt độ phòng và ở áp suất nhỏ hơn một vài khí quyển, luật khí lý tưởng sẽ được áp dụng.