Aký je zákon o ideálnom plyne?
Zákon ideálneho plynu a stavové rovnice
Zákon ideálneho plynu sa väčšinou dá použiť na výpočty pre skutočné plyny. Ben Edwards, Getty Images
The Zákon ideálneho plynu je jednou zo stavových rovníc. Hoci zákon popisuje správanie ideálneho plynu, rovnica je použiteľná pre skutočné plyny za mnohých podmienok, takže je užitočná rovnica, ktorú sa treba naučiť používať. Zákon ideálneho plynu možno vyjadriť takto:
PV = NkT
kde:
P = absolútny tlak v atmosfére
V = objem (zvyčajne v litroch)
n = počet častíc plynu
k = Boltzmannova konštanta (1,38-1023J·K−1)
T = teplota v Kelvinoch
Zákon ideálneho plynu môže byť vyjadrený v jednotkách SI, kde tlak je v pascaloch, objem je v kubických metroch , N sa stáva n a je vyjadrené ako móly a k je nahradené R, the Plynová konštanta (8,314 J·K−1·mol−1):
PV = nRT
Ideálne plyny verzus skutočné plyny
Platí zákon o ideálnom plyne ideálne plyny . An ideálny plyn obsahuje molekuly zanedbateľnej veľkosti, ktoré majú priemernú molárnu kinetickú energiu, ktorá závisí len od teploty. Medzimolekulové sily a veľkosť molekúl nie sú zohľadnené zákonom o ideálnom plyne. Zákon ideálneho plynu platí najlepšie pre jednoatómové plyny pri nízkom tlaku a vysokej teplote. Nižší tlak je najlepší, pretože potom je priemerná vzdialenosť medzi molekulami oveľa väčšia ako molekulová veľkosť . Zvýšenie teploty pomáha kvôli kinetická energia molekúl sa zvyšuje, čím je účinok intermolekulárnej príťažlivosti menej významný.
Odvodenie zákona ideálneho plynu
Ideál ako zákon možno odvodiť niekoľkými rôznymi spôsobmi. Jednoduchý spôsob, ako pochopiť zákon, je považovať ho za kombináciu Avogadrov zákon a zákon o kombinovanom plyne. The Zákon o kombinovanom plyne možno vyjadriť ako:
PV/T = C
kde C je konštanta, ktorá je priamo úmerná množstvu plynu resp počet krtkov plynu, n. Toto je Avogadrov zákon:
C = nR
kde R je univerzálna plynová konštanta alebo faktor proporcionality. Kombinácia zákonov :
PV/T = nR
Vynásobením oboch strán T získate:
PV = nRT
Zákon ideálneho plynu – Problémy s funkčným príkladom
Problémy ideálneho a neideálneho plynu
Zákon ideálneho plynu – konštantný objem
Zákon ideálneho plynu – parciálny tlak
Zákon ideálneho plynu - Výpočet krtkov
Zákon ideálneho plynu – riešenie tlaku
Zákon ideálneho plynu – riešenie teploty
Ideálna rovnica plynu pre Termodynamické procesy
| Proces (konštantný) | Známy Pomer | Pdva | Vdva | Tdva |
| Izobarický (P) | Vdva/V1 Tdva/T1 | Pdva=P1 Pdva=P1 | Vdva=V1(Vdva/V1) Vdva=V1(Tdva/T1) | Tdva=T1(Vdva/V1) Tdva=T1(Tdva/T1) |
| izochorický (V) | Pdva/P1 Tdva/T1 | Pdva=P1(Pdva/P1) Pdva=P1(Tdva/T1) | Vdva=V1 Vdva=V1 | Tdva=T1(Pdva/P1) Tdva=T1(Tdva/T1) |
| Izotermický (T) | Pdva/P1 Vdva/V1 | Pdva=P1(Pdva/P1) Pdva=P1/(Vdva/V1) | Vdva=V1/(Pdva/P1) Vdva=V1(Vdva/V1) | Tdva=T1 Tdva=T1 |
| izoentropický reverzibilné adiabatické (entropia) | Pdva/P1 Vdva/V1 Tdva/T1 | Pdva=P1(Pdva/P1) Pdva=P1(Vdva/V1)−c Pdva=P1(Tdva/T1)γ/(γ − 1) | Vdva=V1(Pdva/P1)(-1/c) Vdva=V1(Vdva/V1) Vdva=V1(Tdva/T1)1/(1 − c) | Tdva=T1(Pdva/P1)(1 – 1/c) Tdva=T1(Vdva/V1)(1 – c) Tdva=T1(Tdva/T1) |
| polytropický (PVn) | Pdva/P1 Vdva/V1 Tdva/T1 | Pdva=P1(Pdva/P1) Pdva=P1(Vdva/V1)−n Pdva=P1(Tdva/T1)n/(n − 1) | Vdva=V1(Pdva/P1)(-1/n) Vdva=V1(Vdva/V1) Vdva=V1(Tdva/T1)1/(1 − n) | Tdva=T1(Pdva/P1)(1 - 1/n) Tdva=T1(Vdva/V1)(1-n) Tdva=T1(Tdva/T1) |