1. Använda den ideala gaslagen:
* Den ideala gaslagen: Detta är den vanligaste och mångsidiga metoden. Det säger:PV =NRT
* p: Gastryck (i Pascals, PA)
* V: Volymen av gasen (på kubikmeter, m³)
* n: Antal mol gas (i mol, mol)
* r: Idealisk gaskonstant (8.314 J/mol · k)
* T: Gasens temperatur (i Kelvin, K)
* För att hitta volymen, ordna om ekvationen: V =(nrt) / p
Exempel:
* Du har 2 mol en idealisk gas vid ett tryck på 1 atm (101 325 Pa) och en temperatur på 25 ° C (298 K).
* Konvertera temperaturen till Kelvin:25 ° C + 273,15 =298,15 K
* Anslut värdena till ekvationen:V =(2 mol * 8.314 J / mol · k * 298.15 K) / 101.325 PA
* Beräkna volymen:v ≈ 0,049 m³ eller 49 liter
2. Använda den kombinerade gaslagen:
* Den kombinerade gaslagen: Denna lag kombinerar Boyle's Law, Charles's Law och Gay-Lussacs lag och är användbar för att jämföra de initiala och slutliga staterna i en gas. Det säger:(p₁v₁) / t₁ =(p₂v₂) / t₂
* p₁: Initialtryck
* v₁: Initialvolym
* t₁: Initial temperatur
* p₂: Sluttryck
* v₂: Slutvolym
* t₂: Sluttemperatur
* För att hitta den slutliga volymen (V₂), ordna om ekvationen: V₂ =(p₁v₁t₂) / (p₂t₁)
Exempel:
* Du har en liter gas vid ett tryck på 1 atm och en temperatur på 20 ° C (293,15 K). Trycket ökas till 2 atm och temperaturen ökas till 30 ° C (303,15 K).
* Anslut värdena till ekvationen:v₂ =(1 atm * 1 l * 303,15 k) / (2 atm * 293,15 k)
* Beräkna den slutliga volymen:V₂ ≈ 0,52 L
3. Använda Avogadros lag:
* Avogadros lag: Denna lag säger att vid samma temperatur och tryck innehåller lika stora volymer av olika idealiska gaser samma antal molekyler.
* Denna lag är användbar för att jämföra volymerna av två gaser med samma antal mol.
4. Använda den ideala gaslagen med densitet:
* Den ideala gaslagen kan kombineras med definitionen av densitet (ρ =m/v) för att beräkna en gasvolym.
* Omarrangering av den ideala gaslagen och ersätter densitet, får du:v =(mrt) / (ρp)
* m: Gasmassan (i kg)
Exempel:
* Du har 1 kg kvävegas (N₂) vid ett tryck på 1 atm och en temperatur på 25 ° C (298 K). Tätheten för kvävgas vid dessa förhållanden är cirka 1,25 kg/m³.
* Beräkna volymen:V =(1 kg * 8.314 J/mol · k * 298 K)/(1,25 kg/m³ * 101,325 Pa)
* Volymen är ungefär:v ≈ 0,196 m³ eller 196 liter
Viktiga överväganden:
* Idealiska antaganden om gaslagar: Den ideala gaslagen antar att gasmolekyler inte har någon volym och inte interagerar med varandra. Detta är en bra tillnärmning för de flesta gaser vid låga tryck och höga temperaturer.
* riktiga gaser: Vid höga tryck eller låga temperaturer avviker verkliga gaser från idealiskt beteende. Du kan behöva använda mer komplexa ekvationer för att redogöra för intermolekylära krafter och den begränsade volymen av gasmolekyler.
Kom ihåg att alltid använda konsekventa enheter i dina beräkningar och att vara medveten om begränsningarna för de metoder du använder.
