Vad är den perfekta gaslagen?

Den ideala gaslagen är en ekvation som används i kemi för att beskriva beteendet hos en "idealisk gas", ett hypotetiskt gasformigt ämne som rör sig slumpmässigt och inte interagerar med andra gaser. Ekvationen är formulerad som PV = NRT, vilket innebär att trycktidsvolymen är lika med antalet mol gånger den perfekta gaskonstanta tidstemperaturen. Den ideala gaslagen används vanligtvis med Si -systemet med enheter, så P är i Pascals, V är i kubikmeter, N är dimensionslöst och representerar antalet mol, R är i Joules dividerat med Kelvins Times -mol och T är i Kelvins. Lagen kan också ges som PV = NKT, med antalet partiklar (N) som ersätter antalet mol, och Boltzmann -konstanten ersätter den ideala gaskonstanten.

Ett viktigt element som de som arbetar med den ideala gaslagen måste förstå är att den endast fungerar i idealiserade, teoretiska situationer. Verkliga gaser gör interagerar med varandra och med sig själva i varierande grad, och dessa interaktioner försämrar det slumpmässiganess av rörelsen av gaspartiklar. Vid låga temperaturer och höga tryck, till exempel, kommer de attraktiva krafterna mellan gaser sannolikt att förändra hur gaserna beter sig. Vid tillräckligt låga temperaturer och högt tryck blir många gaser till och med vätskor, men den ideala gaslagen står inte för detta beteende.

Det finns en mängd olika användningsområden för den ideala gaslagen, men de involverar nästan alltid teoretiska situationer. Man kan använda den ideala gaslagen för att bestämma någon av de okända egenskaperna hos en idealisk gas, förutsatt att man vet resten av egenskaperna. Om till exempel trycket, antalet mol och temperatur är kända, är det möjligt att beräkna volymen men enkel algebra. I vissa fall kan den ideala gaslagen användas i verkliga situationer, men endast med gaser vars beteende nära följer lagen vid vissa temperatur- och tryckförhållanden, ochÄven då kan den bara användas som en approximation.

Den ideala gaslagen undervisas vanligtvis i betydande i detalj i gymnasiet och högskolekemi. Studenter använder lagen för att lära sig grunderna i beräkningen i kemi och är ofta skyldiga att göra flera enhetskonverteringar innan de faktiskt tillämpar ekvationen. Lagen illustrerar också flera viktiga begrepp om beteenden hos gaser. Det visar till exempel att en ökning av trycket från ett gasformigt system tenderar att motsvara en minskning av volymen och vice versa. Det är viktigt att förstå förhållandena som visas, även om ekvationen inte kan användas för exakta beräkningar om faktiska gasformiga system.