Πώς ποικίλλει ο όγκος ενός αερίου;
1. Θερμοκρασία:
* Άμεση σχέση: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός αερίου, ο όγκος του αυξάνεται επίσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια αερίου κερδίζουν κινητική ενέργεια και κινούνται ταχύτερα, συγκρούονται συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη ενάντια στα τοιχώματα των εμπορευματοκιβωτίων.
* Νόμος του Charles: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του, υποθέτοντας ότι η πίεση παραμένει σταθερή. Μαθηματικά, αυτό μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:V₁/T₁ =V₂/T₂
2. Πίεση:
* Αντίστροφη σχέση: Καθώς η πίεση σε ένα αέριο αυξάνεται, ο όγκος του μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη πίεση αναγκάζει τα μόρια αερίου πιο κοντά.
* Νόμος του Boyle: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος με την πίεση του, υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Μαθηματικά, αυτό μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:p₁v₁ =p₂v₂
3. Αριθμός moles (ποσότητα αερίου):
* Άμεση σχέση: Η αύξηση του αριθμού των γραμμομορίων ενός αερίου (δηλ. Προσθήκη περισσότερου αερίου) θα αυξήσει τον όγκο, υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία και η πίεση παραμένουν σταθερή.
* Νόμος του Avogadro: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με τον αριθμό των γραμμομορίων του παρόντος αερίου, υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία και η πίεση παραμένουν σταθεροί. Μαθηματικά, αυτό μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:V₁/N₁ =V₂/N₂
4. Ιδανικός νόμος αερίου:
* Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο συνδυάζει αυτές τις σχέσεις σε μια ενιαία εξίσωση: PV =NRT
* P =πίεση
* V =όγκος
* n =αριθμός κροταλιών
* R =Ιδανική σταθερά αερίου
* T =θερμοκρασία (στο Kelvin)
Άλλοι παράγοντες:
* Διαμοριακές δυνάμεις: Σε πραγματικά αέρια, οι ενδομοριακές δυνάμεις μπορούν να επηρεάσουν ελαφρώς τον όγκο, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
* Μη ιδανική συμπεριφορά: Σε πολύ υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες, τα αέρια μπορούν να αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά.
Συνοπτικά:
Ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με τη θερμοκρασία του και τον αριθμό των σημείων που υπάρχουν και αντιστρόφως ανάλογα με την πίεση του. Αυτές οι σχέσεις περιγράφονται από τους θεμελιώδεις νόμους για το φυσικό αέριο, όπως ο νόμος του Charles, ο νόμος του Boyle και ο νόμος του Avogadro. Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο συνδυάζει όλες αυτές τις σχέσεις σε μια ενιαία εξίσωση.
