science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat gebeurt er als de druk en temperatuur van een vast gasmonster afnemen?

In uw dagelijks leven neemt u waarschijnlijk aan dat u omringd bent door gassen, meestal in de vorm van lucht, maar soms ook in andere vormen. Of het nu gaat om het boeket met met helium gevulde ballonnen dat u koopt voor een geliefde of de lucht die u in de banden van uw auto stopt, gassen moeten zich op een voorspelbare manier gedragen om ze te kunnen gebruiken.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Gassen gedragen zich over het algemeen op een manier die wordt 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 ontstaan van nieuwe chemische verbindingen. Kinetische energie is het type energie geassocieerd met de beweging van deze atomen of moleculen; dit maakt de energie geassocieerd met het gas reactief voor veranderingen in temperatuur. Voor een gegeven hoeveelheid gas zal een temperatuurdaling een drukdaling veroorzaken 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 observaties die het algemene gedrag van veel gassen onder gecontroleerde omstandigheden verklaarden; hun bevindingen werden de basis van wat nu bekend staat als de Ideal Gas Law.

De Ideal Gas Law-formule is als volgt: PV \u003d nRT \u003d NkT, waar,

  • P \u003d absolute druk
  • V \u003d volume
  • n \u003d aantal mol
  • R \u003d universele gasconstante \u003d 8.3145 Joule per mol vermenigvuldigd met Kelvin temperatuureenheden, vaak uitgedrukt als "8.3145 J /mol K "
  • T \u003d absolute temperatuur

  • N \u003d aantal moleculen
  • k \u003d Boltzmann-constante \u003d 1.38066 x 10 -23 Joule per Kelvin temperatuureenheden; k is ook gelijk aan R ÷ N A
  • N A \u003d Avogadro's nummer \u003d 6.0221 x 10 23 moleculen per mol

    De formule gebruiken voor de ideale gaswet - en een klein beetje algebra - kun je berekenen hoe een verandering in temperatuur de druk van een vast gasmonster zou beïnvloeden. Met de transitieve eigenschap kunt u de uitdrukking PV \u003d nRT uitdrukken als (PV) ÷ (nR) \u003d T.
    Omdat het aantal mol, of de hoeveelheid gasmoleculen, constant wordt gehouden en het aantal mol wordt vermenigvuldigd met een constante, eventuele temperatuurveranderingen hebben invloed op de druk, het volume of beide tegelijkertijd voor een bepaald gasmonster.

    Op dezelfde manier kunt u ook de formule PV \u003d nRT uitdrukken op een manier die de druk berekent. Deze equivalente formule, P \u003d (nRT) ÷ V laat zien dat een verandering in druk, alle andere dingen die constant blijven, de temperatuur van het gas proportioneel zullen veranderen.