Gaz Sabiti Nedir?

İdeal gaz sabiti olarak da bilinen gaz sabiti (R harfi ile temsil edilir), stokiyometrik bir gazın (n) basıncının (P), hacmin (V), sıcaklığın (T) ve bir molünün bir fonksiyonudur denklem. PV denklemi = nRT, ideal gaz kanunu olarak bilinir. R değeri, denklemin R = (PV) / (nT) okunması için yeniden düzenlenmesiyle bulunabilir. Başka bir deyişle, gaz sabiti Kelvins'teki sıcaklığı ile çarpılan gazın mol sayısı ile bölünmesiyle hacmi ile çarpılan basınçtır.

İdeal gazlar varsayımsaldır - tüm basit gaz yasalarına tam olarak uyarlar ve standart sıcaklık ve basınçta (STP) 273 Kelvin, 1 atmosfer olan 22.4141 litre molar hacme sahiptirler. Bununla birlikte STP'de çoğu gaz ideal gazlar gibi davranır, bu nedenle R değeri genellikle 0,0821 L atm / mol K veya 8,3145 J / mol K olur. Örneğin, ideal gaz kanunu ve gaz sabiti basıncı bulmak için kullanılabilir. 303 Kelvin'de 15 litrelik bir kapta 0.508 mol oksijen. Hacim, sıcaklık ve mol sayısı bilinmektedir.

P = (nRT) / V = ​​(0.508 mol x 0.0821 L atm x 303 K) / 15.0 L mol K = 0.842 atm

Bir gaz düşük bir sıcaklıkta veya yüksek basınç altında olduğunda işler değişir. Bu koşullar altında, gaz molekülleri birbirine yakın ve daha yavaş hareket eder, bu nedenle van der Waals adı verilen moleküller arası kuvvetler ölçülen basıncın beklenenden daha düşük olmasına neden olur. Moleküller birbirine yaklaştığında, gerçek moleküllerin hacmi aynı zamanda gazın toplam hacminin de daha yüksek bir kısmını oluşturur.

Gerçek gazların davranışını telafi etmek için van der Waals denklemi devreye girer. (N ² a) / V2 ifadesi moleküller arası çekim kuvvetlerini telafi eder ve nb ifadesi, gaz moleküllerinin hacmini telafi eder. Birlikte, bu terimler van der Waals denklemini oluşturur:

[P + (n2 a) / V2] x (V-nb) = nRT

N ² a ve nb ifadelerine van der Waals sabiti denir ve deneysel olarak belirlenmesi gerekir. Van der Waals denklemi yalnızca gaz yüksek sıcaklıkta veya düşük basınçtayken gereklidir. Gaz oda sıcaklığında ya da üstünde ve birkaç atmosferden daha düşük bir basınçta ise, ideal gaz yasası geçerli olacaktır.