Wat is de ideale gaswet?
Ideale gaswet en staatsvergelijkingen
Meestal kan de ideale gaswet worden gebruikt om berekeningen te maken voor echte gassen. Ben Edwards, Getty Images
De Ideale gaswet is een van de Staatsvergelijkingen. Hoewel de wet het gedrag van een ideaal gas beschrijft, is de vergelijking onder veel omstandigheden van toepassing op echte gassen, dus het is een nuttige vergelijking om te leren gebruiken. De ideale gaswet kan worden uitgedrukt als:
PV = NkT
waar:
P = absolute druk in atmosferen
V = volume (meestal in liters)
n = aantal gasdeeltjes
k = constante van Boltzmann (1,38·1023J·K−1)
T = temperatuur in Kelvin
De ideale gaswet kan worden uitgedrukt in SI-eenheden waar de druk in pascal is, het volume is in kubieke meter , N wordt n en wordt uitgedrukt als mol, en k wordt vervangen door R, the Gasconstante (8.314 J·K−1·mol−1):
PV = nRT
Ideale gassen versus echte gassen
De ideale gaswet is van toepassing op: ideale gassen . Een Ideaal gas bevat moleculen van een verwaarloosbare grootte die een gemiddelde molaire kinetische energie hebben die alleen afhangt van de temperatuur. Intermoleculaire krachten en molecuulgrootte worden niet in aanmerking genomen door de Ideale Gaswet. De ideale gaswet is het beste van toepassing op monoatomaire gassen bij lage druk en hoge temperatuur. Lagere druk is het beste omdat dan de gemiddelde afstand tussen moleculen veel groter is dan de moleculaire grootte . Het verhogen van de temperatuur helpt vanwege de kinetische energie van de moleculen neemt toe, waardoor het effect van intermoleculaire aantrekking minder groot is.
Afleiding van de ideale gaswet
Er zijn een aantal verschillende manieren om het ideaal als wet af te leiden. Een eenvoudige manier om de wet te begrijpen, is door haar te zien als een combinatie van: Wet van Avogadro en de gecombineerde gaswet. De Gecombineerde gaswet kan worden uitgedrukt als:
PV / T = C
waarbij C een constante is die recht evenredig is met de hoeveelheid gas of aantal mol van gas, nl. Dit is de wet van Avogadro:
C = nR
waar R de is universele gasconstante of evenredigheidsfactor. De wetten combineren :
PV / T = nR
Beide zijden vermenigvuldigen met T levert:
PV = nRT
Ideale gaswet - uitgewerkte voorbeeldproblemen
Ideale versus niet-ideale gasproblemen
Ideale gaswet - constant volume
Ideale gaswet - partiële druk
Ideale gaswet - Mollen berekenen
Ideale gaswet - Oplossen voor druk
Ideale gaswet - Oplossen voor temperatuur
Ideale gasvergelijking voor Thermodynamische processen
| Proces (Constante) | Bekend Verhouding | Ptwee | INtwee | Ttwee |
| Isobaar (P) | INtwee/IN1 Ttwee/T1 | Ptwee=P1 Ptwee=P1 | INtwee=V1(INtwee/IN1) INtwee=V1(Ttwee/T1) | Ttwee=T1(INtwee/IN1) Ttwee=T1(Ttwee/T1) |
| isochoor (IN) | Ptwee/P1 Ttwee/T1 | Ptwee=P1(Ptwee/P1) Ptwee=P1(Ttwee/T1) | INtwee=V1 INtwee=V1 | Ttwee=T1(Ptwee/P1) Ttwee=T1(Ttwee/T1) |
| isothermisch (T) | Ptwee/P1 INtwee/IN1 | Ptwee=P1(Ptwee/P1) Ptwee=P1/(INtwee/IN1) | INtwee=V1/(Ptwee/P1) INtwee=V1(INtwee/IN1) | Ttwee=T1 Ttwee=T1 |
| isoentropisch omkeerbaar adiabatisch (entropie) | Ptwee/P1 INtwee/IN1 Ttwee/T1 | Ptwee=P1(Ptwee/P1) Ptwee=P1(INtwee/IN1)c Ptwee=P1(Ttwee/T1)γ/(γ − 1) | INtwee=V1(Ptwee/P1)(−1/c) INtwee=V1(INtwee/IN1) INtwee=V1(Ttwee/T1)1/(1 c) | Ttwee=T1(Ptwee/P1)(1 1/c) Ttwee=T1(INtwee/IN1)(1 c) Ttwee=T1(Ttwee/T1) |
| polytroop (PVn) | Ptwee/P1 INtwee/IN1 Ttwee/T1 | Ptwee=P1(Ptwee/P1) Ptwee=P1(INtwee/IN1)n Ptwee=P1(Ttwee/T1)n/(n − 1) | INtwee=V1(Ptwee/P1)(-1/n) INtwee=V1(INtwee/IN1) INtwee=V1(Ttwee/T1)1/(1 − n) | Ttwee=T1(Ptwee/P1)(1 - 1/n) Ttwee=T1(INtwee/IN1)(1−n) Ttwee=T1(Ttwee/T1) |