Indholdsfortegnelse
Idealgasloven
Absolut temperatur
- Celcius fixpunkter: vands frysepunkt $0^\circ C$, kogepunkt $ 100^\circ C $
- Det absolutte nulpunkt: Temperatur hvor alt bevægelse af alle partikler stopper. !
- -273,15 Laveste temp. celcius (absolutte)
- afhængig af molekylernes fart.
- Kelvin ( starter ved det absolutte nulpunkt ) (dvs. -273,15 C = 0 K)
- Også kaldt den absolutte temp.
- Mol og beregning af molarmasse.
- STP (Standard Temperature and Pressure, $100000~Pa$ og $0^\circ C$)
- En mol idealgas fylder 22,7 L, ved STP.
- En mol idealgas fylder 22,4 L, ved $0^\circ C$ og 1 atm (101325 kPa)
Idealgasligning
$$ p \times V = n \times R \times T $$
R, er idealgaskonstanten og har værdien $ 8.3145 \frac{Pa \times m^3}{mol \times K} $, og n er stofmængden i mol.
p, V og T er de tre variable i idealgasligningen.
Boyle-Mariottes Lov (p vs. V)
Holder vi temperaturen T og massen $n$ konstant får vi: (fordi n, R og nu også T er konstante)
$$ p \times V = n \times R \times T $$
$$ p \times V = konstant $$
$$ p = \frac{k}{V} $$
$$ p = k \times \frac{1}{V} $$
Tryk $p$ forholder sig omvendt proportionelt til volumen $V$ eller $$ p_1 \times V_1 = p_2 \times V_2 $$
Dvs.: En given mængde gas ved en given temperatur gælder, at trykket p og volumen V er omvendt proportionale.
Gay-Lussacs Law (p vs. T, når V konstant)
Holdes n, og volumen V konstant får vi : \begin{align} \require{cancel} p \times V &= n \times R \times T \\ \frac{p \times V}{V \times T} &= \frac{n \times R \times T}{V \times T} \\ \frac{p \times \cancel{V}}{\cancel{V} \times T} &= \frac{n \times R \times \cancel{T}}{V \times \cancel{T}} \\ \frac{p}{T} &= \frac{n \times R}{V} \\ \frac{p}{T} &= konstant \\ \end{align}
Dvs. Ved en given mængde gas, samt en konstant volumen V er trykket p proportionalt med temperaturen T.
eller
$$ \frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2} ~~ eller ~~ p_1 \times T_2 = p_2 \times T_1 $$
Gassers densitet
$$ \rho = \frac{m}{V} $$
Massen af gas kan vi skrive som $ m = n \times M $, hvor $n$ er antal mol og $M$ den molære masse.
- n : antal mol
- M : molærmasse
Erstatter vi $m$ i ovenstående får vi:
$$ \rho = \frac{n \times M}{V} $$
Integrerer vi dette i idealgasligningen, kan vi beskrive densiteten $ \rho $ således:
$$ \rho = \frac{M}{R} \times \frac{p}{T} $$
Rumfang 1 mol
Rumfanget af 1 mol af en enhver idealgas ved 1 atm, $0~ C^\circ$ er:
$$ V = \frac{n \times R \times T}{p} $$
$$ V = \frac{1 \times 8,3145 \times 273,15~K}{101325 Pa} = 0.02241 m^3 \approx 22,4 ~L $$
1 atm
$ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 273,15~K / 101325 Pa = 0.02241 m^3 \approx 22,4 ~L $ ($0^\circ C$) $ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 293,15~K / 101325 Pa = 0.02405 m^3 \approx 24,1 ~L $ ($20^\circ C$) $ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 298,15~K / 101325 Pa = 0.02447 m^3 \approx 24,5 ~L $ ($25^\circ C$)
100000 Pa
$ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 273,15~K / 100000 Pa = 0.022711 m^3 \approx 22,7 ~L $ ($0^\circ C$) $ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 293,15~K / 100000 Pa = 0.024373 m^3 \approx 24,37 ~L $ ($20^\circ C$) $ V_{mol} = 1 \times 8,3145 \times 298,15~K / 100000 Pa = 0.024789 m^3 \approx 24,79 ~L $ ($25^\circ C$)
