Co je to plynová konstanta?

Plynová konstanta (reprezentovaná písmenem R), také známá jako ideální plynná konstanta, je funkcí tlaku (P), objemu (V), teploty (t) a molů plynu (n) v stechiometrické rovnici. Rovnice PV = NRT je známá jako zákon o ideálním plynu. Hodnota r lze zjistit přeuspořádáním rovnice pro čtení r = (PV) / (NT). Jinými slovy, plynná konstanta je tlak plynu vynásobeného jeho objemem, děleno počtem molů plynu vynásobeného jeho teplotou v Kelvins.

Ideální plyny jsou hypotetické - přísně dodržují všechny jednoduché zákony o plynu a mají molární objem 22,4141 litrů při standardní teplotě a tlaku (STP), což je 273 Kelvin, 1 atmosféra. Ve STP se však většina plynů chová jako ideální plyny, takže hodnota R je obecně 0,0821 l atm / mol k nebo 8,3145 J / mol K. Například zákon ideálního plynu a plynová konstanta lze použít k nalezení tlaku 0,508 mol kyslíku v 15 litrové kontejneru. VoluJá, teplota a počet molů jsou známy.

Věci se mění, když je plyn při nízké teplotě nebo pod vysokým tlakem. Za těchto podmínek se molekuly plynu pohybují blíže k sobě a pomaleji, takže intermolekulární síly, zvané van der Waals, způsobují, že naměřený tlak je nižší, než se očekávalo. Když jsou molekuly blíže k sobě, objem skutečných molekul se také stává vyšší frakcí celkového objemu plynu.

Aby se kompenzovalo chování skutečných plynů, přichází do hry van der Waalsova rovnice. Exprese (n ² a)/v 2 kompenzuje mezimolekulární síly přitažlivosti a exprese NB kompenzuje objem molekul plynu. Společně tyto termíny tvoří rovnici van der waals:

[p + (n ² a)/v ² ]x (v-nb) = nrt

Výrazy n ² a a nb se nazývají konstanty van der waals a musí být stanoveny experimentálně. Rovnice van der Waals je nezbytná pouze tehdy, když je plyn při vysoké teplotě nebo nízkým tlakem. Pokud je plyn při teplotě místnosti nebo nad pokojovou teplotou a při tlaku menší než několik atmosféry, použije by se zákon o ideálním plynu.