Innehåll
En atm eller atmosfär är en enhet för gastryck. En atm är atmosfärstrycket vid havsnivån, som i andra enheter är 14,7 pund per kvadrat tum, 101325 Pascals, 1,01325 bar eller 1013,25 millibar. I Ideal Gas Law kan du relatera trycket på en gas i en behållare till antalet mol gas, förutsatt att du håller temperaturen och volymen konstant. Enligt Ideal Gas Law utövar 1 mol av en gas som upptar en volym på 22,4 liter vid 273 grader Kelvin (0 grader Celsius eller 32 grader Fahrenheit) ett tryck lika med 1 ATM. Dessa förhållanden är kända som standardtemperatur och tryck (STP).
TL; DR (för lång; läste inte)
Använd den ideala gaslagen för att relatera trycket (P) för en gas i en behållare vid en konstant temperatur (T) till antalet mol (n) gas.
P = (nRT) ÷ V, där R är den ideala gaskonstanten.
Den ideala gaslagen
Ideal Gas Law relaterar gastrycket (P) och volymen (V) till antalet mol gas (n) och temperaturen (T) för gasen i grader Kelvin. I matematisk form är detta förhållande:
PV = nRT
R är en konstant känd som den ideala gaskonstanten. När du mäter trycket i atmosfärer är värdet på R 0,082057 L atm mol-1K-1 eller 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (där står för liter).
Detta förhållande är tekniskt giltigt endast för en idealisk gas, som är en som har perfekt elastiska partiklar utan någon utrymme i rymden. Ingen verklig gas uppfyller dessa villkor, men vid STP kommer de flesta gaser tillräckligt nära för att göra förhållandet tillämpligt.
Relation Pressure to Moles of Gas
Du kan ordna om till den perfekta gasekvationen för att isolera antingen tryck eller antal mol på en sida av lika skylt. Det blir antingen P = (nRT) ÷ V eller n = PV ÷ RT. Om du håller temperaturen och volymen konstant ger båda ekvationerna en direkt proportionalitet:
P = C × n och n = (1 / C) × P, där C = RT ÷ V.
För att beräkna C kan du mäta volym i antingen liter eller kubikmeter så länge du kommer ihåg att använda värdet på R som är kompatibelt med ditt val. När du använder den ideala gaslagen, uttryck alltid temperaturen i grader Kelvin. Konvertera från grader Celsius genom att lägga till 273,15. För att konvertera till Kelvin från Fahrenheit, subtrahera 32 från Fahrenheit-temperaturen, multiplicera med 5/9 och lägg till 273.15.
Exempel
Trycket på argongas i en 0,5 liters glödlampa är 3,2 ATM när lampan är avstängd och rumstemperaturen är 25 grader Celsius. Hur många mol argon finns i glödlampan?
Börja med att beräkna konstanten C = RT ÷ V, där R = 0,082 L atm mol-1K-1. Tänk på att 25 grader Celsius = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Anslut det värdet till ekvationen n = (1 / C) × P.
Antalet mol gas är: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 mol.