Qual è la costante dei gas?

11/02/2011 by admin

La costante di gas (rappresentata dalla lettera R), noto anche come la costante dei gas ideale, è una funzione della pressione (P), il volume (V), la temperatura (T), e moli di un gas (n) in un stechiometrico equazione. La PV = nRT equazione è nota come la legge dei gas ideali. Il valore di R può essere trovato riordinando l'equazione di leggere R = (PV) / (nT). In altre parole, la costante dei gas è la pressione del gas moltiplicata per il suo volume, diviso per il numero di moli di gas moltiplicato per la sua temperatura in gradi Kelvin.

Gas ideali sono ipotetici - che rigorosamente rispettare tutte le leggi dei gas semplici e hanno un volume molare di 22,4141 litri a temperatura e pressione standard (STP), che è 273 Kelvin, 1 atmosfera. A STP, tuttavia, la maggior parte dei gas si comportano come gas ideali, pertanto il valore di R è generalmente 0,0821 L atm / mol K o 8,3145 J / mol K. Per esempio, la legge del gas ideale e la costante dei gas possono essere utilizzati per trovare la pressione di 0,508 moli di ossigeno in un contenitore 15 litre a 303 Kelvin. Il volume, temperatura e numero di moli sono noti.

P = (NRT) / V = ​​(0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 K) / 15,0 L mol K = 0,842 atm

Le cose cambiano quando un gas è ad una temperatura bassa o ad alta pressione. In queste condizioni, le molecole di gas si muovono più vicini e più lentamente, forze intermolecolari così, chiamato van der Waals, causano la pressione misurata sia inferiore al previsto. Quando le molecole sono più vicini, il volume delle molecole reali diventa anche una frazione maggiore del volume totale del gas.

Per compensare il comportamento dei gas reali, il van der Waals equazione entra in gioco. L'espressione (n 2 a) / V 2 compensa le forze intermolecolari di attrazione, e l'espressione nb compensa il volume delle molecole di gas. Insieme, questi termini costituiscono il van der Waals equazione:

[P + (n 2 a) / V 2] x (V-nb) = nRT

Le espressioni n 2 e un nb sono chiamati van der Waals costanti, e devono essere determinati sperimentalmente. Il van der Waals equazione è necessaria solo quando il gas è ad alta temperatura o bassa pressione. Se il gas è uguale o superiore alla temperatura ambiente e ad una pressione inferiore a pochi atmosfere, si applicherebbe la legge del gas ideale.


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