Πώς σχετίζεται η θερμοκρασία ενός αερίου με την πίεση του;
pv =nrt
Οπου:
* p είναι η πίεση του αερίου
* V Είναι ο όγκος του αερίου
* n είναι ο αριθμός των γραμμομορίων αερίου
* r είναι η ιδανική σταθερά αερίου
* t είναι η θερμοκρασία του αερίου στο Kelvin
Εδώ λειτουργεί η σχέση:
* Άμεση αναλογικότητα: Η εξίσωση δείχνει ότι η πίεση (P) και η θερμοκρασία (t) είναι άμεσα αναλογικές όταν ο όγκος (V) και ο αριθμός των moles (n) διατηρούνται σταθεροί. Αυτό σημαίνει ότι εάν αυξήσετε τη θερμοκρασία ενός αερίου, η πίεση του θα αυξηθεί επίσης αναλογικά.
* Μοριακή κίνηση: Η θερμοκρασία ενός αερίου είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων του. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα μόρια αερίου κινούνται ταχύτερα και συγκρούονται με τους τοίχους του δοχείου τους συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη. Αυτός ο αυξημένος ρυθμός σύγκρουσης έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη πίεση.
Παραδείγματα:
* Εφαρμογή ενός ελαστικού: Όταν αντλείτε αέρα σε ένα ελαστικό, αυξάνετε την πίεση. Ο αέρας μέσα στο ελαστικό γίνεται επίσης θερμότερος επειδή τα μόρια αέρα συμπιέζονται και κινούνται γρηγορότερα.
* Θέρμανση ενός μπαλονιού: Εάν θερμαίνετε ένα μπαλόνι γεμάτο αέρα, ο αέρας μέσα θα επεκταθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια αέρα κερδίζουν ενέργεια και κινούνται ταχύτερα, προκαλώντας την επέκταση του μπαλονιού και την αύξηση της πίεσης μέσα.
Σημαντική σημείωση:
* Ο νόμος για το ιδανικό αέριο είναι μια απλοποίηση και δεν περιγράφει τέλεια τη συμπεριφορά όλων των αερίων, ειδικά σε υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, παρέχει μια καλή προσέγγιση για πολλές καταστάσεις.
