Πόσο χώρο θα μπορούσε να κατακτήσει 1 κιλά αέρα;

Δεν μπορείτε να καθορίσετε τον ακριβή χώρο 1 kg αέρα θα καταλάβει χωρίς να γνωρίζετε τη θερμοκρασία και την πίεση. Εδώ είναι γιατί:

* Ο αέρας είναι συμπιεστικός: Σε αντίθεση με ένα στερεό, ο αέρας μπορεί να συμπιεστεί σε μικρότερο χώρο. Η υψηλότερη πίεση σημαίνει ότι τα μόρια αέρα συσκευάζονται πιο σφιχτά.

* Η θερμοκρασία επηρεάζει τον όγκο: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα μόρια αέρα κινούνται ταχύτερα και εξαπλώνονται, παίρνοντας περισσότερο χώρο.

Για να υπολογίσετε τον όγκο 1 kg αέρα, θα χρειαστείτε:

* Η πίεση: Συνήθως μετράται σε ατμόσφαιρες (ATM), Pascals (PA) ή λίρες ανά τετραγωνική ίντσα (PSI).

* Η θερμοκρασία: Μετρούμενα σε βαθμούς Κελσίου (° C), Kelvin (k) ή Fahrenheit (° F).

Χρήση του ιδανικού νόμου περί αερίου:

Ο ιδανικός νόμος για το αέριο είναι μια θεμελιώδης εξίσωση στη χημεία που σχετίζεται με την πίεση (P), τον όγκο (V), τον αριθμό των γραμμομορίων (N) και τη θερμοκρασία (t) ενός ιδανικού αερίου:

`` `

PV =NRT

`` `

Οπου:

* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου (8.314 J/(mol · k))

Για να βρείτε τον όγκο (v) 1 kg αέρα, θα χρειαστεί να:

1. Μετατρέψτε τη μάζα σε moles: Θα πρέπει να γνωρίζετε τη μοριακή μάζα αέρα (περίπου 28,97 g/mol) για να μετατρέψετε τη μάζα 1 kg σε moles.

2. Συνδέστε τις τιμές: Αντικαταστήστε την πίεση, τη θερμοκρασία και τον υπολογιζόμενο αριθμό γραμμομορίων στην εξίσωση του ιδανικού νόμου για το αέριο.

3. Επίλυση για V: Αναδιατάξτε την εξίσωση για επίλυση του όγκου.

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι η πίεση είναι 1 atm (101325 PA) και η θερμοκρασία είναι 20 ° C (293 K).

1. moles: 1 kg =1000 g. Moles =1000 g / 28,97 g / mol ≈ 34,5 mol

2. Συνδέστε: (101325 PA) * V =(34,5 mol) * (8,314 J/(mol · k)) * (293 K)

3. Επίλυση: V ≈ 0,84 m³

Σημαντική σημείωση: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο και μπορεί να μην είναι απόλυτα ακριβής για τα πραγματικά αέρια, ειδικά σε υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες.