Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvad sker der med volumenet af en gas under komprimering?

Komprimering af en gas initierer ændringer i dens egenskaber. Fordi du komprimerer det, reduceres mængden af plads, som gassen optager, men der sker meget mere end dette alene. Komprimering ændrer også temperaturen og trykket på gassen, afhængigt af forholdene i situationen. Du kan forstå de ændringer, der forekommer ved hjælp af en vigtig lov i fysik kaldet den ideelle gaslov. Denne lov forenkler den virkelige proces noget, men den er nyttig i en lang række situationer.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Under komprimering er lydstyrken ( V
) af en gas formindskes. Når dette sker, stiger trykket ( P
) for gassen, hvis antallet af mol ( n
) af gas forbliver konstant. Hvis du holder trykket konstant, reducerer temperaturen ( T
) også gassen til at komprimere.

Den ideelle gaslov er det vigtigste stykke information, der er nødvendigt for at besvare spørgsmål i relation til udvidelsen "or compression of a gas.", 3, [[Det hedder: PV
\u003d nRT
. Mængden R
er den universelle gaskonstant og har værdien R

\u003d 8.3145 J /mol K. - Den ideelle gaslov forklaret

Den ideelle gaslov forklarer, hvad der sker med en forenklet model af en gas i en række situationer. Fysikere kalder en gas "ideel", når molekylerne, det er sammensat af, ikke interagerer ud over at hoppe af hinanden som små kugler. Dette fanger ikke det præcise billede, men for de fleste situationer, du støder på, giver loven gode forudsigelser uanset. Den ideelle gaslov forenkler en ellers kompliceret situation, så det er let at forudsige, hvad der vil ske.

Den ideelle gaslov vedrører temperaturen ( T
), antallet af mol i molen gas ( n
), mængden af gassen ( V
) og trykket af gassen ( P
) til hinanden ved hjælp af en konstant kaldet universal gasskonstant ( R
\u003d 8,3145 J /mol K). Loven hedder:

PV

\u003d nRT



Tips

  • For at bruge denne lov angiver du temperaturerne i Kelvin, hvilket er let, fordi 0 grader C er 273 K, og ved at tilføje en ekstra grad øges temperaturen i Kelvin bare med én. Kelvin er som Celsius undtagen -273 grader C er udgangspunktet for 0 K.

    Du skal også udtrykke mængden af gas i mol. Disse bruges ofte i kemi, og en mol er den relative atomare masse af gasmolekylet, men i gram.


    Komprimering af en ideel gas -

    Komprimering af noget reducerer dens volumen, så når du komprimerer en gas, dens volumen falder. Omorganisering af den ideelle gaslov viser, hvordan dette påvirker andre egenskaber ved gassen:

    V

    \u003d nRT
    / P

    Denne ligning er altid sand. Hvis du komprimerer et fast antal mol mængder gas, og du gør det i en isotermisk proces (en, der forbliver ved den samme temperatur), skal trykket stige for at tage højde for det mindre volumen til venstre for ligningen. På samme måde, når du afkøler en gas (reducer T
    ) ved et fast tryk, falder dens volumen - det komprimeres.

    Hvis du komprimerer en gas uden at begrænse temperaturen eller trykket, er forholdet mellem Hvis du nogensinde bliver bedt om at finde ud af noget lignende, får du sandsynligvis flere oplysninger for at gøre processen lettere.
    Ændring af trykket på en ideel gas.

    Den ideelle gaslov afslører, hvad der sker når du ændrer trykket på en ideel gas på samme måde som loven gjorde for lydstyrken. Brug af en anden tilgang viser imidlertid, hvordan den ideelle gaslov kan bruges til at finde ukendte mængder. Omarrangering af loven giver:

    PV

    / T
    \u003d nR

    Her, > R
    er en konstant, og hvis mængden af gas forbliver den samme, så er n
    . Ved hjælp af underskrifter mærker du starttrykket, volumen og temperaturen i
    og de endelige f
    . Når processen er afsluttet, hænger det nye tryk, volumen og temperatur stadig som ovenfor. Så du kan skrive:

    P i V i

    / T i
    \u003d nR
    \u003d P f V f
    / T f

    Dette betyder:

    P i V i

    / T i
    \u003d P f V f
    /< em> T f

    Dette forhold er nyttigt i mange situationer. Hvis du ændrer trykket, men med en fast lydstyrke, er V i
    og V f
    de samme, så de annulleres, og du er tilbage med:

    P i

    / T i
    \u003d P f
    / T f

    Hvilket betyder:

    P f

    / P i
    \u003d T f

    / T i

    Så hvis det endelige tryk er dobbelt så stort som det oprindelige tryk, skal den endelige temperatur også være dobbelt så stor som den indledende temperatur. At øge trykket øger gasens temperatur.

    Hvis du holder temperaturen den samme, men øger trykket, annulleres temperaturerne i stedet, og du sidder tilbage med:

    < i> P i V i

    \u003d P f V f

    Som du kan omarrangere:

    P i

    / P f
    \u003d V f
    / V i

    Dette viser, hvordan ændring af trykket påvirker en bestemt mængde gas i en isotermisk proces uden begrænsninger for volumen. Hvis du øger trykket, falder lydstyrken, og hvis du mindsker trykket, stiger lydstyrken.