Vad är den ideala gaslagen?

Den ideala gaslagen är en av statens ekvationer. Även om lagen beskriver beteendet hos en idealgas, är ekvationen tillämplig på verkliga gaser under många förhållanden, så det är en användbar ekvation att lära sig använda. Den ideala gaslagen kan uttryckas som:

PV = NkT

var:
P = absolut tryck i atmosfärer
V = volym (vanligtvis i liter)
n = antal gaspartiklar
k = Boltzmanns konstant (1,38 · 10^-23 J · K^-1)
T = temperatur i Kelvin

Den ideala gaslagen kan uttryckas i SI-enheter där trycket är i pascaler, volymen är i kubikmeter, N blir n och uttrycks som mol, och k ersätts av R, Gaskonstanten (8.314 J · K^-1· mol^-1):

PV = nRT

Ideala gaser kontra verkliga gaser

Ideal Gas Law gäller för ideala gaser. En ideal gas innehåller molekyler av en försumbar storlek som har en genomsnittlig molär kinetisk energi som endast beror på temperaturen. Intermolekylära krafter och molekylstorlek beaktas inte av Ideal Gas Law. Ideal Gas Law gäller bäst för monoatomiska gaser vid lågt tryck och hög temperatur. Lägre tryck är bäst eftersom då är det genomsnittliga avståndet mellan molekyler mycket större än molekylstorleken. Att öka temperaturen hjälper på grund av molekylernas kinetiska energi, vilket gör effekten av intermolekylär attraktion mindre betydande.

Avledning av den ideala gaslagen

Det finns ett par olika sätt att härleda Idealet som lag. Ett enkelt sätt att förstå lagen är att se den som en kombination av Avogadros lag och lagen om kombinerad gas. Lagen om kombinerad gas kan uttryckas som:

PV / T = C

där C är en konstant som är direkt proportionell mot mängden gas eller antalet mol gas, n. Detta är Avogadros lag:

C = nR

där R är den universella gaskonstanten eller proportionalitetsfaktorn. Kombinera lagarna:

PV / T = nR
Att multiplicera båda sidor med T ger:
PV = nRT

Ideal Gas Law - Fungerade exempelproblem

Ideal kontra icke-idealiska gasproblem
Ideal Gas Law - Constant Volume
Ideal Gas Law - Partiellt tryck
Ideal Gas Law - Calculating Moles
Ideal Gas Law - Lösning för tryck
Ideal Gas Law - Solving for temperature

Ideal Gasekvation för termodynamiska processer

Bearbeta (Konstant)	Känd Förhållande	P2	V2	T2
isobar (P)	V2/ V1 T2/ T1	P2= P1 P2= P1	V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)	T2= T1(V2/ V1) T2= T1(T2/ T1)
Isochoric (V)	P2/ P1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(T2/ T1)	V2= V1 V2= V1	T2= T1(P2/ P1) T2= T1(T2/ T1)
isotermisk (T)	P2/ P1 V2/ V1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1/ (V2/ V1)	V2= V1/ (P2/ P1) V2= V1(V2/ V1)	T2= T1 T2= T1
isoentropisk reversibel adiabatisk (entropi)	P2/ P1 V2/ V1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(V2/ V1)-γ P2= P1(T2/ T1)y / (y - 1)	V2= V1(P2/ P1)(-1 / γ) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - y)	T2= T1(P2/ P1)(1 - 1 / y) T2= T1(V2/ V1)(1 - y) T2= T1(T2/ T1)
polytrop (PVn)	P2/ P1 V2/ V1 T2/ T1	P2= P1(P2/ P1) P2= P1(V2/ V1)-n P2= P1(T2/ T1)n / (n - 1)	V2= V1(P2/ P1)(-1 / n) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - n)	T2= T1(P2/ P1)(1 - 1 / n) T2= T1(V2/ V1)(1-n) T2= T1(T2/ T1)