Будь-який ідеальний газ можна охарактеризувати кількома параметрами: температурою, об 'ємом, тиском. Співвідношення, що встановлює зв 'язок між цими величинами, називається рівнянням стану газу.
Інструкція
1. Експериментально було встановлено, що при постійній температурі P1V1 = P2V2, або, що те ж саме, PV = const (закон Бойля-Маріотта). При постійному тиску постійним залишається ставлення обсягу до температури: V/T = const (закон Гей-Люссака). Якщо ж зафіксувати обсяг, то P/T = const (закон Шарля). Об 'єднання цих трьох законів дає універсальний газовий закон, який свідчить, що PV/T = const. Дане рівняння було встановлено французьким фізиком Б. Клапейроном у 1834 році.
2. Значення постійної визначається лише кількістю речовини газу. Д.І. Менделєєв у 1874 році вивів рівняння для одного моля. Так він отримав значення універсальної газової постійної: R = 8,314 Дж/( моль - К). Отже, PV = RT. У разі довільної кількості газу PV = ^ RT. Саму кількість речовини можна знайти зі ставлення маси до молярної маси: ν=m/M.
3. Молярна маса чисельно дорівнює відносній молекулярній. Останню можна знайти з таблиці Менделєєва, вона вказується в комірці елемента, як правило, внизу. Молекулярна маса з 'єднання дорівнює сумі молекулярних мас вхідних елементів. У разі різновалентних атомів потрібне множення на індекс. Наприклад, M (N2O) = 14 ^ 2 + 16 = 28 + 16 = 44 р/моль.
4. Нормальними умовами для газів прийнято вважати тиск P0 = 1 атм = 101, 325 кПа, температуру T0 = 273,15 К = 0 ° C. Тепер можна знайти обсяг одного моля газу за нормальних умов: Vm = RT/P0 = 8,314 ^ 273,15/101,325 = 22,413 л/моль. Ця таблична величина є молярним об 'ємом.
5. За нормальних умов кількість речовини дорівнює відношенню обсягу газу до молярного обсягу: ν=V/Vm. За довільних умов треба використовувати безпосередньо рівняння Менделєєва-Клапейрона: ν=PV/RT.
6. Таким чином, щоб знайти обсяг газу за нормальних умов, треба кількість речовини (число молей) цього газу помножити на молярний об 'єм, що дорівнює 22,4 л/моль. Зворотній операцією можна знайти кількість речовини з заданого обсягу.