science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat gebeurt er als de druk en temperatuur van een vast monster van gas daalt?

In je dagelijks leven, neem je waarschijnlijk het vanzelfsprekende feit aan dat je bent omringd door gassen, meestal in de vorm van lucht, maar soms in andere vormen. Of het nu gaat om het boeket met helium gevulde ballonnen dat u koopt voor een dierbare of de lucht die u in de banden van uw auto steekt, gassen moeten zich op een voorspelbare manier gedragen zodat u ze kunt gebruiken.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Gassen gedragen zich over het algemeen op een manier beschreven door de Ideale gaswet. De atomen of moleculen waaruit het gas bestaat botsen tegen elkaar, maar ze worden niet tot elkaar aangetrokken zoals bij het creëren van nieuwe chemische verbindingen. Kinetische energie is het type energie dat samenhangt met de beweging van deze atomen of moleculen; dit maakt de energie die geassocieerd is met het gas reactief met veranderingen in temperatuur. Voor een bepaalde hoeveelheid gas veroorzaakt een temperatuurdaling een drukval als alle andere variabelen constant blijven.

De chemische en fysische eigenschappen van elk gas verschillen van die van andere gassen. Verschillende wetenschappers tussen de 17e en 19e eeuw maakten waarnemingen die het algemene gedrag van veel gassen onder gecontroleerde omstandigheden verklaarden; hun bevindingen werden de basis van wat nu bekend staat als de Ideale Gaswet.

De Ideale Gaswet-formule is als volgt: PV = nRT = NkT, waar,

  • P = absolute druk
  • V = volume
  • n = aantal mol
  • R = universele gasconstante = 8.3145 joule per mol vermenigvuldigd met Kelvin-eenheden van temperatuur, vaak uitgedrukt als "8.3145 J /mol K "
  • T = absolute temperatuur

  • N = aantal moleculen
  • k = Boltzmann-constante = 1.38066 x 10 -23 joules per Kelvin eenheden van temperatuur; k is ook gelijk aan R ÷ N A
  • N A = Avogadro's aantal = 6.0221 x 10 23 moleculen per mol

    Gebruik de formule voor de ideale gaswet - en een beetje algebra - je kunt berekenen hoe een verandering in temperatuur de druk van een vast gasmonster zou beïnvloeden. Met behulp van de transitieve eigenschap kunt u de uitdrukking PV = nRT als (PV) ÷ (nR) = T uitdrukken. Aangezien het aantal mol of de hoeveelheid gasmoleculen constant wordt gehouden en het aantal mol wordt vermenigvuldigd met een constante, alle temperatuurschommelingen beïnvloeden druk, volume of beide tegelijk voor een bepaald gasmonster.

    Ook kunt u de formule PV = nRT op een zodanige manier uitdrukken dat de druk wordt berekend. Deze equivalente formule, P = (nRT) ÷ V, laat zien dat een verandering in druk, alle andere dingen die constant blijven, de temperatuur van het gas evenredig zal veranderen.