science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat gebeurt er met het volume van een gas tijdens compressie?

Het comprimeren van een gas veroorzaakt veranderingen in zijn eigenschappen. Omdat je het comprimeert, neemt de hoeveelheid ruimte die het gas inneemt af, maar er gebeurt veel meer dan alleen. Compressie verandert ook de temperatuur en druk van het gas, afhankelijk van de specifieke situatie. U kunt de veranderingen begrijpen die optreden met behulp van een belangrijke wet in de natuurkunde, de ideale gaswet. Deze wet vereenvoudigt het echte proces enigszins, maar het is nuttig in een breed scala van situaties.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Tijdens compressie is het volume ( V
) van een gas neemt af. Wanneer dit gebeurt, neemt de druk ( P
) van het gas toe als het aantal mol ( n
) gas constant blijft. Als u de druk constant houdt, zorgt het verlagen van de temperatuur ( T
) er ook voor dat het gas wordt gecomprimeerd.

De ideale gaswet is essentieel voor het beantwoorden van vragen met betrekking tot de expansie of compressie van een gas. Er staat: PV
\u003d nRT
. De hoeveelheid R
is de universele gasconstante en heeft de waarde R

\u003d 8.3145 J /mol K.
De ideale gaswet uitgelegd

De ideale gaswet legt uit wat er gebeurt met een vereenvoudigd gasmodel in verschillende situaties. Natuurkundigen noemen een gas 'ideaal' wanneer de moleculen waaruit het is samengesteld niet verder interageren dan kleine balletjes. Dit geeft niet het precieze beeld, maar voor de meeste situaties die u tegenkomt, maakt de wet hoe dan ook goede voorspellingen. De ideale gaswet vereenvoudigt een anders gecompliceerde situatie, dus het is gemakkelijk om voorspellingen te doen over wat er zal gebeuren.

De ideale gaswet heeft betrekking op de temperatuur ( T
), het aantal mol van de gas ( n
), het volume van het gas ( V
) en de druk van het gas ( P
) op elkaar, met behulp van een constante genaamd de universele gasconstante ( R
\u003d 8,3145 J /mol K). De wet luidt:

PV

\u003d nRT



Tips voor

  • Om deze wet te gebruiken, vermeld je de temperaturen in Kelvin, wat gemakkelijk is omdat 0 graden C 273 K is, en het toevoegen van een extra graad verhoogt gewoon de temperatuur in Kelvin met één. Kelvin lijkt op Celsius, behalve dat -273 graden C het startpunt is van 0 K.

    Je moet ook de hoeveelheid gas in mol aangeven. Deze worden vaak gebruikt in de chemie, en één mol is de relatieve atoommassa van het gasmolecuul, maar in gram.


    Een ideaal gas comprimeren

    Het comprimeren van iets vermindert het volume, dus wanneer je comprimeert een gas, het volume neemt af. Het herschikken van de ideale gaswet laat zien hoe dit andere kenmerken van het gas beïnvloedt:

    V

    \u003d nRT
    / P

    Deze vergelijking is altijd waar. Als u een vast aantal mol gas comprimeert, en u doet dit in een isotherm proces (een proces dat op dezelfde temperatuur blijft), moet de druk toenemen om het kleinere volume aan de linkerkant van de vergelijking te verklaren. Evenzo, wanneer u een gas koelt ( T
    ) met een vaste druk vermindert, neemt het volume af - het comprimeert.

    Als u een gas comprimeert zonder de temperatuur of druk te beperken, is de verhouding van temperatuur tot druk moet afnemen. Als je ooit wordt gevraagd om zoiets uit te werken, krijg je waarschijnlijk meer informatie om het proces te vergemakkelijken.
    De druk van een ideaal gas wijzigen

    De ideale gaswet onthult wat er gebeurt wanneer u de druk van een ideaal gas wijzigt op dezelfde manier als de wet deed voor het volume. Een andere benadering laat echter zien hoe de ideale gaswet kan worden gebruikt om onbekende hoeveelheden te vinden. Het herschikken van de wet geeft:

    PV

    / T
    \u003d nR

    Hier, R
    is een constante en als de hoeveelheid gas hetzelfde blijft, is dit ook n
    . Met subscripts labelt u de startdruk, het volume en de temperatuur i
    en de laatste f
    . Wanneer het proces is voltooid, zijn de nieuwe druk, het volume en de temperatuur nog steeds gerelateerd zoals hierboven. Je kunt dus schrijven:

    P i V i

    / T i
    \u003d nR
    \u003d P f V f
    / T f

    Dit betekent:

    P i V i

    / T i
    \u003d P f V f
    /< em> T f

    Deze relatie is in veel situaties nuttig. Als je de druk wijzigt, maar met een vast volume, dan zijn V i
    en V f
    hetzelfde, dus ze annuleren en je blijft achter met:

    P i

    / T i
    \u003d P f
    / T f

    Wat betekent:

    P f

    / P i
    \u003d T f

    / T i

    Dus als de einddruk twee keer zo groot is als de begindruk moet de eindtemperatuur ook twee keer zo groot zijn als de begintemperatuur. Als u de druk verhoogt, verhoogt u de temperatuur van het gas.

    Als u de temperatuur gelijk houdt maar de druk verhoogt, worden de temperaturen in plaats daarvan geannuleerd en blijft u achter:

    < i> P i V i

    \u003d P f V f

    Welke u kunt herschikken:

    P i

    / P f
    \u003d V f
    / V i

    Dit laat zien hoe het veranderen van de druk een bepaalde hoeveelheid gas beïnvloedt in een isotherm proces zonder volumebeperkingen. Als u de druk verhoogt, neemt het volume af en als u de druk verlaagt, neemt het volume toe.

    • Meer >

    Meer >

    Hoofdlijnen

    1. Colombia,
    2. Wat is zelfrespect?
    3. Centrosoom: definitie, structuur en functie (met diagram)
    4. Wat zijn de vier belangrijkste methoden voor het produceren van ATP?
    5. Minimale zuurstofconcentratie voor menselijke ademhaling
    6. Wat is een fossiel?
    7. Wat is de rol van glucose in het lichaam?
    8. Het mysterie,
    9. Soorten collageenvezels

    Wetenschap

    • Wetenschap © https://nl.scienceaq.com