Il-Liġi tal-Gaż Ideali
Partiċelli ta’ gass jiċċaqalqu b’mod kontinwu b’veloċità għolja u jiltaqgħu ma’ ħajtijn tal-kontenitur tagħhom, u dak hu li joħloq pressjoni. Iggarraf il-gass f’volum inqas, sħun, jew żid partiċelli ta’ gass oħra, u l-pressjoni titla’, għax il-molekuli jipakkaw flimkien jew jiċċaqalqu aktar mgħaġġla u jiltaqgħu mal-ħajtijn b’qawwa aktar u aktar spiss. Il-liġi tal-gass ideal tgħaqqad pressjoni, volum, ammont ta’ gass, u temperatura f’ekwazzjoni waħda.
Il-formula
P · V = n · R · T
- P — pressjoni (Pa): il-forza għal kull unità ta’ erja li l-gass jeżerċita fuq ħajtijn tal-kontenitur tiegħu
- V — volum (m³): l-ammont ta’ spazju li l-gass jokkupa
- n — ammont ta’ sustanza (mol): kemm moli ta’ partiċelli ta’ gass hemm preżenti
- R — kostanti tal-gaż (J/(mol·K)): numbru fiss li jgħaqqad l-unitajjiet ta’ pressjoni, volum, ammont, u temperatura
- T — temperatura (K): kemm hu sħun il-gass, mkejjel fuq l-iskala kelvin
Eżempju maħdum
Kontenitur iżomm 1 mole ta’ gass f’temperatura ta’ 300 kelvin, mgħaffeg f’volum ta’ 3 metri kubi. Xi pressjoni jeżerċita l-gass?
- 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
Itestja lilek innifsek
Jekk it-temperatura tonżel għal 200 kelvin filwaqt li l-volum u l-ammont ta’ gass jibqgħu l-istess, x’hi l-pressjoni l-ġdida?
- It-tweġiba t-tajba: 554 Pa
- 831 Pa
- 1662 Pa
Tajjeb! Temperatura inqas tfisser pressjoni inqas: mole waħda darbiet tmien punt tlieta wieħed darbiet mitejn, mqassma bi tliet metri kubi, jaqbel ħames mija ħamsa u erbgħa u ħamsin paskali.
Balun f’pressjoni kostanti u ammont ta’ gass jiddubbja fil-volum. X’irid jiġri għat-temperatura tiegħu?
- Jibqa’ l-istess
- It-tweġiba t-tajba: Jiddubbja
- Jinqasam bin-nofs
Korrett! F’pressjoni kostanti, volum u temperatura jitilgħu flimkien, għalhekk it-tdubbiljar tal-volum jiddubbja t-temperatura.
Fejn tara dan
Tajers tal-karozza jinqraw pressjoni ogħla wara triq twila tas-sajf — id-dawran u l-flessjoni jsawwar l-ajru ġewwa, u f’volum fiss, gass aktar sħun ifisser aktar laqtiet tal-ħajt u pressjoni aktar. Borża ta’ ċips magħluqa, minn naħa l-oħra, tinfirex bħal mkejjel fi triq lejn il-muntanja: inqas ajru barra jbatti’l ġewwa jħalli l-istess gass maqbud jbatti l-borża aktar kbira.
Żbalji komuni
L-aktar żball ta’ ħsara hu lidaħħal Celsius fl-ekwazzjoni — temperatura hawn hi assoluta, f’kelvin, u l-imġiba ta’ gass tiddependi kemm malajr il-molekuli fil-fatt jiċċaqalqu, mhux fejn l-ilma jiffriża. It-tieni hu t-trattament ta’ P, V, n, u T bħala erbgħa mzien indipendenti: b’volum u ammont fissi, tkessħ minn 300 K għal 200 K inaqqas il-pressjoni b’proporzjoni eżatta, P = n · R · T / V jagħti (1 mol × 8.31 × 200 K) ÷ 3 m³ = 554 Pa. Ibdel terminu wieħed u ieħor irid jagħti.
Kif jinqabad
Din hi l-ekwazzjoni fundatriċi tat-termodinamika — tiddifini x’tfisser temperatura għal gass (qari ta’ moviment molekulari) u kif dak il-moviment isir pressjoni. Il-kalorimetrija, li jmiss, tistaqsi x’jiswa fl-enerġija tibdil ta’ dik it-temperatura, u R hi l-istess kostanti universali li terġa’ tidher matul it-termodinamika kollha.