The Ideal Gas Law
Ang mga particle ng gas ay tuloy-tuloy na gumagalaw at tumitibok sa mga dingding ng lalagyan, at iyon ang gumagawa ng pressure. Pilitin ang gas sa mas maliit na volume, mainitan ito, o magdagdag ng mas maraming particle, at tumaas ang pressure, dahil nagsisiksikan ang mga molecule o gumagalaw nang mas mabilis at tumitibok sa dingding nang mas malakas at mas madalas. Inuugnay ng ideal gas law ang pressure, volume, dami ng gas, at temperatura sa iisang equation.
Ang Formula
P · V = n · R · T
- P — presyon (Pa): ang force kada unit area na ginagawa ng gas sa mga dingding ng lalagyan nito
- V — bolyum (m³): kung gaano kalaking espasyo ang okupado ng gas
- n — dami ng substance (mol): ilang mole ng gas particle ang nariyan
- R — konstante ng gas (J/(mol·K)): isang nakapirming numero na nag-uugnay sa unit ng pressure, volume, dami, at temperatura
- T — temperatura (K): gaano ka-mainit ang gas, sinusukat sa kelvin scale
Halimbawang Nalutas
isiniksik sa volume na 3 cubic metro
- n = 1 mol
- T = 300 K
- V = 3 m³
- P = n · R · T / V
- P = (1 mol · 8.31 J/(mol·K) · 300 K) / 3 m³
P = 831 Pa
Subukin ang iyong sarili
Kung bumaba ang temperatura sa 200 kelvin habang pareho ang volume at dami ng gas, ano ang bagong pressure?
- Tamang sagot: 554 Pa
- 831 Pa
- 1662 Pa
Tama! Ang mas mababang temperatura ay nangangahulugang mas mababang pressure: isang mole times 8.31 times 200, hati sa tatlong cubic metro, ay katumbas ng 554 pascal.
Ang balloon na pareho ang pressure at dami ng gas ay dumoble sa volume. Ano ang dapat mangyari sa temperatura nito?
- Pareho pa rin
- Tamang sagot: Dumoble
- Nangalahati
Tama! Sa parehong pressure, sabay na tumataas ang volume at temperatura, kaya ang pagdoble ng volume ay nagdoble ng temperatura.
Saan Mo Ito Makikita
Mas mataas na pressure ang nababasa sa gulong ng kotse pagkatapos ng mahabang byahe sa tag-init — ang patuloy na pag-ikot at pagbaluktot ng gulong ang nag-iinit sa hangin sa loob nito, at sa nakapirming volume, ang mas mainit na gas ay nangangahulugang mas maraming pagtibok sa dingding at mas mataas na pressure. Samantala, ang saradong pakete ng tsitserya ay lumolobo na parang unan sa byahe pataas ng bundok: dahil mas kaunting hangin sa labas ang pumipiga papasok, ang parehong gas na nakulong sa loob ay nakakatulak ng pakete na maging mas malaki.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Ang pinakamapaminsalang pagkakamali ay ang pagpasok ng Celsius sa equation — absolute ang temperatura dito, nakasukat sa kelvin, at ang pag-uugali ng gas ay nakadepende sa kung gaano kabilis talaga gumalaw ang mga molecule, hindi sa kung saan nag-yeyelo ang tubig. Ang pangalawa ay ang pagtrato sa P, V, n, at T bilang apat na magkakahiwalay na kontrol: kapag nakapirmi ang volume at dami ng gas, ang paglamig mula 300 K patungong 200 K ay bumababa sa pressure nang eksaktong proporsyonal — ang P = n · R · T / V ay nagbibigay ng (1 mol × 8.31 × 200 K) ÷ 3 m³ = 554 Pa. Kapag binago ang isang term, kailangang magbigay ang isa pa.
Paano Ito Konektado
Ito ang pinagbabatayang equation ng thermodynamics — itinatakda nito kung ano ang ibig sabihin ng temperatura para sa isang gas (isang pagbasa ng paggalaw ng mga molecule) at kung paano nagiging pressure ang paggalaw na iyon. Ang calorimetry naman, na susunod, ay nagtatanong kung magkano ang gastos sa energy para baguhin ang temperaturang iyon, at ang R ay ang parehong universal constant na paulit-ulit na nagpapakita sa buong thermodynamics.