Täydellinen kaasu

Täydellinen kaasu, jota kutsutaan myös ideaalikaasuksi, kaasu, joka noudattaa fysikaalisessa käyttäytymisessä tiettyä, idealisoitua paineen, tilavuuden ja lämpötilan välistä suhdetta, jota kutsutaan yleiseksi kaasulaiksi. Tämä laki on yleistys, joka sisältää sekä Boylen lain että Charlesin lain erikoistapauksina, ja se sanoo, että tietylle kaasumäärälle tilavuuden v ja paineen p tulo on verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan t; eli yhtälömuodossa pv = kt, jossa k on vakio. Tällaista ainetta koskevaa suhdetta kutsutaan sen olomuotoyhtälöksi, ja se riittää kuvaamaan sen bruttokäyttäytymistä.

Lue lisää tästä aiheesta
kaasu: Ideaalikaasu
Ideaalikaasun tilayhtälö voidaan päätellä laskemalla paine, joka aiheutuu molekyylien iskuista säiliön seinämään. Sisäinen…

Yleinen kaasulaki voidaan johtaa kaasujen kineettisestä teoriasta, ja se perustuu oletuksiin, että (1) kaasu koostuu suuresta määrästä molekyylejä, jotka ovat satunnaisessa liikkeessä ja noudattavat Newtonin liikelakeja; (2) molekyylien tilavuus on häviävän pieni verrattuna kaasun tilavuuteen; ja (3) molekyyleihin ei kohdistu muita voimia kuin kestoltaan vähäpätöisten kimmoisien törmäysten aikana.

Ei yhdelläkään kaasulla ole näitä ominaisuuksia, mutta todellisten kaasujen käyttäytymistä kuvaa melko tarkasti yleinen kaasulaki riittävän korkeissa lämpötiloissa ja matalissa paineissa, kun molekyylien suhteellisen suuret etäisyydet toisistaan ja niiden suuret nopeudet poistavat kaiken vuorovaikutuksen. Kaasu ei noudata yhtälöä, kun olosuhteet ovat sellaiset, että kaasu tai jokin seoksen kaasukomponenteista on lähellä kondensaatiopistettään eli lämpötilaa, jossa se nesteytyy.

Yleinen kaasulaki voidaan kirjoittaa muotoon, jota voidaan soveltaa mihin tahansa kaasuun Avogadron lain mukaisesti, jos kaasun määrän ilmaiseva vakio ilmaistaan kaasumolekyylien lukumääränä. Tämä tapahtuu käyttämällä massayksikkönä grammamoolia eli grammoina ilmaistua molekyylipainoa. Täydellisen kaasun n gram-moolin tilayhtälö voidaan tällöin kirjoittaa muodossa pv/t = nR, jossa R:ää kutsutaan yleiskaasuvakioksi. Tämä vakio on mitattu eri kaasuille lähes ihanteellisissa olosuhteissa korkeissa lämpötiloissa ja alhaisissa paineissa, ja sen on todettu olevan sama arvo kaikille kaasuille: R = 8,314472 joulea moolikelviniä kohti.

Hanki Britannica Premium -tilaus ja hanki pääsy eksklusiiviseen sisältöön. Tilaa nyt

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.