La compressione di un gas avvia cambiamenti nelle sue caratteristiche. Poiché lo stai comprimendo, il volume di spazio occupato dal gas diminuisce, ma accade molto di più di questo da solo. La compressione modifica anche la temperatura e la pressione del gas, a seconda delle specifiche della situazione. Puoi capire i cambiamenti che si verificano usando una legge importante in fisica chiamata legge del gas ideale. Questa legge semplifica in qualche modo il processo della vita reale, ma è utile in una vasta gamma di situazioni.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Durante la compressione, il volume ( V La legge del gas ideale è l'informazione chiave necessaria per rispondere alle domande relative all'espansione o compressione di un gas. Indica: PV La legge del gas ideale spiega cosa succede a un modello semplificato di un gas in una serie di situazioni. I fisici definiscono un gas "ideale" quando le molecole di cui è composta non interagiscono oltre a rimbalzarsi l'un l'altro come palline. Questo non cattura l'immagine precisa, ma per la maggior parte delle situazioni che incontri, la legge fa buone previsioni a prescindere. La legge del gas ideale semplifica una situazione altrimenti complicata, quindi è facile fare previsioni su ciò che accadrà. La legge del gas ideale riguarda la temperatura ( T PV Suggerimenti Per usare questa legge, indichi le temperature in Kelvin, il che è facile perché 0 gradi C è 273 K, e l'aggiunta di un grado in più aumenta di uno solo la temperatura in Kelvin. Kelvin è come Celsius tranne -273 gradi C è il punto iniziale di 0 K. Devi anche esprimere la quantità di gas in moli. Questi sono comunemente usati in chimica e una talpa è la massa atomica relativa della molecola di gas ma in grammi. La compressione di qualcosa riduce il suo volume, quindi quando comprimi un gas, il suo volume diminuisce. La riorganizzazione della legge del gas ideale mostra come ciò influisca su altre caratteristiche del gas: V Questa equazione è sempre vera. Se comprimete un numero fisso di moli di gas e lo fate in un processo isotermico (uno che rimane alla stessa temperatura), la pressione deve aumentare per tenere conto del volume più piccolo a sinistra dell'equazione. Allo stesso modo, quando si raffredda un gas (ridurre T Se si comprime un gas senza limitare la temperatura o la pressione, il rapporto di la temperatura alla pressione deve diminuire. Se ti viene mai chiesto di elaborare qualcosa del genere, probabilmente ti verranno fornite ulteriori informazioni per semplificare il processo. La legge del gas ideale rivela cosa succede quando si modifica la pressione di un gas ideale allo stesso modo della legge per il volume. Tuttavia, l'utilizzo di un approccio diverso mostra come utilizzare la legge del gas ideale per trovare quantità sconosciute. Riorganizzare la legge dà: PV Qui, R P i V i Ciò significa: P i V i Questa relazione è utile in molte situazioni. Se stai cambiando la pressione ma con un volume fisso, allora V i P i Il che significa: P f Quindi se la pressione finale è due volte più grande come la pressione iniziale, anche la temperatura finale deve essere doppia rispetto alla temperatura iniziale. L'aumento della pressione aumenta la temperatura del gas. Se mantieni la temperatura uguale ma aumenti la pressione, le temperature si annullano invece e rimani con: < i> P i V i Che puoi riorganizzare: P i Questo mostra come il cambiamento della pressione influenzi una certa quantità di gas in un processo isotermico senza vincoli di volume. Se si aumenta la pressione, il volume diminuisce e se si riduce la pressione, il volume aumenta.
) di un gas diminuisce. Quando ciò accade, la pressione ( P
) del gas aumenta se il numero di moli ( n
) del gas rimane costante. Se si mantiene costante la pressione, la riduzione della temperatura ( T
) provoca anche la compressione del gas.
\u003d nRT
. La quantità R
è la costante di gas universale e ha il valore R
\u003d 8.3145 J /mol K.
Spiegazione della legge sul gas ideale
), il numero di moli del gas ( n
), il volume del gas ( V
) e la pressione del gas ( P
) tra loro, usando una costante chiamata costante di gas universale ( R
\u003d 8.3145 J /mol K). La legge stabilisce:
\u003d nRT
Compressione di un gas ideale
\u003d nRT
/ P
) a una pressione fissa, il suo volume diminuisce - si comprime.
Modifica della pressione di un gas ideale
/ T
\u003d nR
è una costante e se la quantità di gas rimane invariata, lo è anche n
. Usando i pedici, si etichetta la pressione iniziale, il volume e la temperatura i
e quelli finali f
. Al termine del processo, la nuova pressione, volume e temperatura sono ancora correlati come sopra. Quindi puoi scrivere:
/ T i
\u003d nR
\u003d P f V f
/ T f
/ T i
\u003d P f V f
/< em> T f
e V f
sono gli stessi, quindi si annullano e rimani con:
/ T i
\u003d P f
/ T f
/ P i
\u003d T f
/ T i
\u003d P f V f
/ P f
\u003d V f
/ V i
