Hva er gasskonstanten?
Gasskonstanten (representert ved bokstaven R), også kjent som den ideelle gasskonstanten, er en funksjon av trykket (P), volum (V), temperatur (T) og mol av en gass (n) i en støkiometrisk ligningen. Ligningen PV = nRT er kjent som den ideelle gassloven. Verdien av R kan bli funnet ved å omorganisere ligningen til å lese R = (PV) / (nT). Med andre ord, gasskonstanten er trykket på gassen multiplisert med volumet, delt med antall mol av gassen multiplisert med temperaturen i Kelvins.
Ideelle gasser er hypotetiske - de overholder strengt alle enkle gasslover og har et molvolum på 22.4141 liter ved standard temperatur og trykk (STP), som er 273 Kelvin, 1 atmosfære. Ved STP oppfører de fleste gasser seg imidlertid som ideelle gasser, så verdien av R er vanligvis 0,0821 L atm / mol K eller 8,3145 J / mol K. For eksempel kan den ideelle gassloven og gasskonstanten brukes til å finne trykket på 0,508 mol oksygen i en 15 liters beholder ved 303 Kelvin. Volumet, temperaturen og antall mol er kjent.
P = (nRT) / V = (0,508 mol x 0,0821 l atm x 303 K) / 15,0 l mol K = 0,842 atm
Ting forandrer seg når en gass er på en lav temperatur eller under høyt trykk. Under disse forholdene beveger gassmolekyler seg nærmere og saktere, så intermolekylære krefter, kalt van der Waals, får det målte trykket til å være lavere enn forventet. Når molekylene er tettere sammen, blir volumet til de faktiske molekylene også en høyere fraksjon av det totale volumet av gassen.
For å kompensere for oppførselen til reelle gasser, kommer van der Waals-ligningen inn i spillet. Uttrykket (n 2 a) / V 2 kompenserer for de intermolekylære tiltrekningskreftene, og uttrykket nb kompenserer for volumet av gassmolekyler. Til sammen utgjør disse begrepene van der Waals-ligningen:
[P + (n 2 a) / V 2 ] x (V-nb) = nRT
Uttrykkene n 2 a og nb kalles van der Waals konstanter, og må bestemmes eksperimentelt. Van der Waals-ligningen er bare nødvendig når gassen har høy temperatur eller lavt trykk. Hvis gassen er ved eller over romtemperatur og ved et trykk mindre enn noen få atmosfærer, vil den ideelle gassloven være gjeldende.