Τι συμβαίνει με ένα σταθερό δείγμα αερίου όταν αλλάζει η θερμοκρασία του;
Βασικές έννοιες
* Νόμος του Charles: Σε σταθερή πίεση, ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του. Αυτό σημαίνει ότι αν αυξήσετε τη θερμοκρασία, ο όγκος θα αυξηθεί αναλογικά και αντίστροφα.
* Νόμος του Gay-Lussac: Σε σταθερό όγκο, η πίεση ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του. Αυτό σημαίνει ότι αν αυξήσετε τη θερμοκρασία, η πίεση θα αυξηθεί αναλογικά και αντίστροφα.
* Ιδανικός νόμος αερίου: Συνδυάζει τους παραπάνω νόμους και δηλώνει ότι το προϊόν της πίεσης και του όγκου είναι ανάλογο της απόλυτης θερμοκρασίας. Η εξίσωση είναι PV =NRT, πού:
* P =πίεση
* V =όγκος
* n =αριθμός γραμμομορίων αερίου
* R =Ιδανική σταθερά αερίου
* T =απόλυτη θερμοκρασία
Τι συμβαίνει όταν αλλάζει η θερμοκρασία
* αύξηση της θερμοκρασίας:
* σταθερός όγκος: Η πίεση του αερίου θα αυξηθεί. Σκεφτείτε ένα σφραγισμένο δοχείο - τα μόρια αερίου κινούνται ταχύτερα και συγκρούονται συχνότερα με τους τοίχους των δοχείων, οδηγώντας σε υψηλότερη πίεση.
* σταθερή πίεση: Ο όγκος του αερίου θα αυξηθεί. Φανταστείτε ένα μπαλόνι - καθώς θερμαίνετε τον αέρα μέσα, το μπαλόνι επεκτείνεται.
* Δεν υπάρχουν περιορισμοί: Το αέριο θα επεκταθεί και η πίεση του μπορεί να αυξηθεί, ανάλογα με την ευελιξία του δοχείου.
* Μείωση της θερμοκρασίας:
* σταθερός όγκος: Η πίεση του αερίου θα μειωθεί. Τα μόρια επιβραδύνουν, συγκρούονται λιγότερο συχνά και ασκούν λιγότερη δύναμη στους τοίχους των δοχείων.
* σταθερή πίεση: Ο όγκος του αερίου θα μειωθεί. Σκεφτείτε ένα μπαλόνι σε ένα κρύο δωμάτιο - συρρικνώνεται καθώς ο αέρας μέσα ψύχει.
* Δεν υπάρχουν περιορισμοί: Το αέριο θα συστέλλεται και η πίεση του μπορεί να μειωθεί, ανάλογα με την ευελιξία του δοχείου.
Σημαντικές σημειώσεις:
* απόλυτη θερμοκρασία: Χρησιμοποιούμε την κλίμακα Kelvin για τη θερμοκρασία (k) στους υπολογισμούς του νόμου του αερίου. Το μηδέν Kelvin είναι απόλυτο μηδέν, όπου η μοριακή κίνηση θεωρητικά σταματά.
* Ιδανική συμπεριφορά αερίου: Αυτοί οι νόμοι ισχύουν για τα ιδανικά αέρια, τα οποία είναι θεωρητικά αέρια χωρίς διαμοριακές δυνάμεις. Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν ελαφρώς από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε συγκεκριμένα παραδείγματα ή να έχετε περαιτέρω ερωτήσεις!
