Hva er den ideelle gassloven?

Den ideelle gassloven er en ligning som brukes i kjemi for å beskrive oppførselen til en "ideell gass", et hypotetisk gassformet stoff som beveger seg tilfeldig og ikke samhandler med andre gasser. Ligningen er formulert som PV = nRT, noe som betyr at trykk ganger volum tilsvarer antall mol ganger den ideelle gassens konstante ganger temperatur. Den ideelle gassloven blir vanligvis brukt med SI-systemet for enheter, så P er i Pascals, V er i kubikk, n er dimensjonsløs og representerer antall mol, R er i joule delt på kelvin ganger mol, og T er i kelvin. Loven kan også gis som PV = NkT, med antall partikler (N) som erstatter antall mol, og Boltzmann-konstanten som erstatter den ideelle gasskonstanten.

Et viktig element som de som arbeider med den ideelle gassloven må forstå, er at den bare fungerer i idealiserte, teoretiske situasjoner. Ekte gasser interagerer med hverandre og med seg selv i ulik grad, og disse interaksjonene forringer tilfeldigheten i bevegelsen av gasspartikler. Ved lave temperaturer og for høyt trykk, for eksempel, vil de attraktive kreftene mellom gassene sannsynligvis endre måten gassene oppfører seg betydelig. Ved tilstrekkelig lave temperaturer og høye trykk blir mange gasser til og med væsker, men den ideelle gassloven er ikke ansvarlig for denne oppførselen.

Det er en rekke bruksområder for den ideelle gassloven, men de involverer nesten alltid teoretiske situasjoner. Man kan bruke den ideelle gassloven for å bestemme noen av de ukjente egenskapene til en ideell gass, forutsatt at man kjenner resten av egenskapene. Hvis for eksempel trykket, antall mol og temperatur er kjent, er det mulig å beregne volumet ved enkel algebra. I noen tilfeller kan den ideelle gassloven brukes i virkelige situasjoner, men bare med gasser hvis oppførsel følger loven nøye ved visse temperatur- og trykkforhold, og selv da kan den bare brukes som en tilnærming.

Den ideelle gassloven blir vanligvis undervist i vesentlig detaljering i generell kjemi i videregående skole og høyskoler. Studentene bruker loven for å lære det grunnleggende beregningen i kjemi og er ofte pålagt å gjøre flere enhetsomdannelser før de faktisk bruker ligningen. Loven illustrerer også flere viktige begreper om atferden til gasser. Det viser for eksempel at en økning i trykket til et gassformet system har en tendens til å tilsvare en reduksjon i volum, og omvendt. Det er viktig å forstå relasjonene som er påvist, selv om ligningen ikke kan brukes til nøyaktige beregninger om faktiske gassformede systemer.