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Ein atm oder eine Atmosphäre ist eine Einheit des Gasdrucks. Ein atm ist der atmosphärische Druck auf Meereshöhe, der in anderen Einheiten 14,7 Pfund pro Quadratzoll, 101325 Pascal, 1,01325 Bar oder 1013,25 Millibar beträgt. Das ideale Gasgesetz ermöglicht es Ihnen, den Druck eines Gases in einem Behälter mit der Anzahl der Mol Gas in Beziehung zu setzen, vorausgesetzt, Sie halten die Temperatur und das Volumen konstant. Gemäß dem Gesetz über ideale Gase übt 1 Mol eines Gases, das bei 273 Grad Kelvin (0 Grad Celsius oder 32 Grad Fahrenheit) ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt, einen Druck von 1 ATM aus. Diese Bedingungen werden als Standardtemperatur und -druck (STP) bezeichnet.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Verwenden Sie das ideale Gasgesetz, um den Druck (P) eines Gases in einem Behälter bei konstanter Temperatur (T) mit der Anzahl der Mol (n) Gas in Beziehung zu setzen.
P = (nRT) ≤ V, wobei R die ideale Gaskonstante ist.
Das ideale Gasgesetz
Das ideale Gasgesetz bezieht den Gasdruck (P) und das Gasvolumen (V) auf die Molzahl des Gases (n) und die Temperatur (T) des Gases in Kelvin. In mathematischer Form lautet diese Beziehung:
PV = nRT
R ist eine Konstante, die als ideale Gaskonstante bekannt ist. Wenn Sie den Druck in Atmosphären messen, beträgt der Wert von R 0,082057 L atm mol-1K-1 oder 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (Wo steht für Liter).
Diese Beziehung gilt technisch nur für ein ideales Gas, das vollkommen elastische Partikel ohne räumliche Ausdehnung aufweist. Kein echtes Gas erfüllt diese Bedingungen, aber bei STP kommen die meisten Gase nahe genug heran, um die Beziehung anwendbar zu machen.
Druck auf Mol Gas beziehen
Sie können zur idealen Gasgleichung wechseln, um entweder den Druck oder die Anzahl der Mol auf einer Seite des Gleichheitszeichens zu bestimmen. Es wird entweder P = (nRT) ≤ V oder n = PV ÷ RT. Wenn Sie Temperatur und Volumen konstant halten, erhalten Sie durch beide Gleichungen eine direkte Proportionalität:
P = C × n und n = (1 / C) × P, wobei C = RT ≤ V ist.
Um C zu berechnen, können Sie das Volumen in Litern oder Kubikmetern messen, solange Sie daran denken, den Wert von R zu verwenden, der mit Ihrer Wahl kompatibel ist. Wenn Sie das ideale Gasgesetz anwenden, geben Sie die Temperatur immer in Kelvin an. Umrechnen von Grad Celsius durch Hinzufügen von 273,15. Um von Fahrenheit in Kelvin umzurechnen, subtrahieren Sie 32 von der Fahrenheit-Temperatur, multiplizieren Sie mit 5/9 und addieren Sie 273,15.
Beispiel
Der Druck von Argongas in einer 0,5-Liter-Glühlampe beträgt 3,2 ATM, wenn die Glühlampe ausgeschaltet ist und die Raumtemperatur 25 Grad Celsius beträgt. Wie viele Mol Argon sind in Birne?
Berechnen Sie zunächst die Konstante C = RT ÷ V mit R = 0,082 L atm mol-1K-1. Denken Sie daran, dass 25 Grad Celsius = 298,15 K sind.
C = 48,9 atm mol-1.
Stecke diesen Wert in die Gleichung n = (1 / C) × P.
Die Molzahl des Gases beträgt: (1 / 48,9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 Mol.