Калькулятор закону ідеального газу

інструкції:

• Введіть значення тиску, об’єму та температури разом із відповідними одиницями.
• Натисніть «Обчислити», щоб обчислити результат на основі закону ідеального газу.
• Натисніть «Очистити», щоб очистити поля введення та результати.
• Натисніть «Копіювати», щоб скопіювати результат у буфер обміну.

тиск: Pa Банкомат мм рт.ст.

Об'єм: м³ L

Температура: K ° C

Обчислювати Очистити Скопіювати

результати:

Розрахунок і пояснення:

Історія розрахунків:

Закон ідеального газу — це фундаментальний принцип у вивченні газів, який забезпечує математичний зв’язок між тиском (P), об’ємом (V) і температурою (T) ідеального газу. Закон виражається так:

PV = nRT

де:

• Р означає тиск (у паскалях, Па).
• V позначає об'єм (в кубічних метрах, м³).
• n – кількість молей газу.
• R — універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·K)).
• T означає температуру (у Кельвінах, K).

Цей закон ґрунтується на кількох припущеннях, у тому числі на тому, що частинки газу є точковими масами без об’єму та що між ними немає міжмолекулярних сил. Хоча ідеальних газів насправді не існує, цей закон забезпечує близьке наближення для реальних газів за певних умов.

Пов'язані формули

Перебудова закону ідеального газу

1. Молярна маса (M): M = m/n, де M — молярна маса (у г/моль), m — маса газу (у грамах), а n — кількість молей.
2. Щільність (ρ): ρ = m/V Де ρ — щільність (у кг/м³), m — маса (у кг), а V — об’єм (у м³).
3. Питома газова константа (Rs): Rs = R/M Де Rs — питома газова константа (в Дж/(кг·K)), а M — молярна маса (в г/моль).

Закон про комбінований газ

Комбінований газовий закон пов’язує початкові та кінцеві умови зразка газу:

P1V1/T1 = P2V2/T2

Де індекси 1 і 2 позначають відповідно початкові і кінцеві умови.

Закон ідеального газу для парціального тиску

Коли мова йде про суміші газів, парціальний тиск кожного компонента газу можна розрахувати за допомогою закону Дальтона:

Pзагальний = P1 + P2 + … + Pn

Де Ptotal – загальний тиск, а P1, P2, …, Pn – парціальний тиск окремих компонентів газу.

Переваги калькулятора закону ідеального газу

1. Швидкі та точні розрахунки

Калькулятор закону ідеального газу спрощує складні обчислення газу, полегшуючи визначення різних властивостей газу, зокрема тиску, об’єму, температури та молярної маси. Це економить час і мінімізує ризик помилок, пов'язаних з ручними розрахунками.

2. Навчальний інструмент

Інструмент слугує освітнім ресурсом для студентів і викладачів, допомагаючи зрозуміти фундаментальні концепції термодинаміки та хімії. Це дозволяє студентам експериментувати з різними сценаріями та отримати глибше розуміння поведінки газу.

3. Наукові дослідження

Дослідники в галузі хімії, фізики та техніки отримують переваги від калькулятора ідеального газу під час роботи над проектами, пов’язаними з газами. Це допомагає в плануванні експериментів і аналізі даних, дозволяючи вченим робити обґрунтовані висновки про явища, пов’язані з газом.

4. Промислове застосування

У таких галузях промисловості, як виробництво, нафтохімія та фармацевтика, калькулятор ідеального газу має вирішальне значення для оптимізації процесів і контролю якості. Інженери та техніки використовують його, щоб забезпечити ефективну та безпечну обробку газів у різних промислових процесах.

Цікаві факти про закон ідеального газу

1. Реальні гази відхиляються від ідеальності: Справжні гази відрізняються від ідеальної поведінки при високих тисках і низьких температурах. Це відхилення описується рівнянням Ван-дер-Ваальса, яке вносить поправки до закону ідеального газу.
2. Абсолютний нуль температури: Закон ідеального газу передбачає, що при температурі абсолютного нуля (0 К) об’єм ідеального газу має дорівнювати нулю. Ця концепція відома як абсолютний нуль і служить як найнижча можлива температура за шкалою Кельвіна.
3. Число Авогадро: кількість молей (n) у законі ідеального газу пов’язана з числом Авогадро (приблизно 6.022 × 10^23). Це число означає кількість атомів, іонів або молекул в одному молі речовини.
4. Зв'язок із законами Бойля та Чарльза: Закон ідеального газу об’єднує закон Бойля (відношення між тиском і об’ємом) і закон Чарльза (відношення між температурою і об’ємом) в єдине рівняння, яке охоплює всю поведінку газу.

Висновок

Калькулятор закону ідеального газу є універсальним і безцінним інструментом у галузях науки та техніки. Він спрощує складні газові розрахунки, допомагає в освіті та дослідженнях і знаходить застосування в різних промислових процесах. Незважаючи на спрощення закону ідеального газу, він забезпечує фундаментальну основу для розуміння та прогнозування поведінки газів у широкому діапазоні умов.

Підсумовуючи, Калькулятор закону ідеального газу має глибокий вплив на науковий прогрес, роблячи його важливим інструментом для тих, хто працює з газами у своїй професійній чи академічній діяльності.

посилання

1. Аткінс, П., і де Паула, Дж. (2018). «Фізична хімія Аткінса». Oxford University Press.
2. Cengel, YA, & Boles, MA (2018). “Термодинаміка: інженерний підхід”. Освіта McGraw-Hill.
3. Zumdahl, SS, & DeCoste, DJ (2016). «Основи хімії». Cengage Learning.

Останнє оновлення: 19 січня 2024 р