Ce vei înțelege
- Aplici pV = nRT cu unități coerente.
- Precizezi condițiile unei comparații între stări.
Înainte să începi: Mol, presiune, volum și proporționalitate.
O relație între patru mărimi
Modelul gazului ideal folosește relația pV = nRT. Presiunea p, volumul V, cantitatea n și temperatura absolută T descriu starea gazului. Constanta R trebuie aleasă în unități compatibile cu celelalte mărimi.
În SI, p se exprimă în Pa, V în m³, n în mol și T în K, iar R ≈ 8,314 J/(mol·K). Pentru conversie, 1 L = 10⁻³ m³.
Temperatura trebuie să fie absolută
T(K) = t(°C) + 273,15. Nu înlocui temperatura în grade Celsius în raportul dintre temperaturi. Zero pe scara Celsius nu înseamnă absența energiei de mișcare termică.
Exemplu la volum constant
Un gaz ideal închis într-un vas rigid are presiunea 100 kPa la 300 K. Dacă temperatura devine 330 K și cantitatea rămâne aceeași, p₂/p₁ = T₂/T₁. Rezultă p₂ = 110 kPa.
Creșterea este de 10%, nu de 30%, fiindcă raportul relevant este 330/300. Folosim presiuni absolute, nu amestecăm presiunea relativă indicată de un manometru cu presiunea absolută cerută de model.
Nu toate problemele țin volumul fix
Dacă un piston se deplasează și presiunea rămâne constantă, încălzirea poate crește volumul. Aceeași relație produce predicții diferite deoarece constrângerile sunt diferite.
Când modelul se îndepărtează de realitate?
Interacțiunile dintre particule și volumul lor propriu devin importante în anumite condiții, mai ales la presiuni mari sau aproape de condensare. „Ideal” numește o aproximație, nu o categorie de gaz perfect existent în orice situație.
Începe rezolvarea scriind ce rămâne constant. Abia apoi simplifică ecuația.
Aplică ideea
La volum și cantitate constante, temperatura crește de la 250 K la 300 K. Cu ce factor se modifică presiunea?
Răspuns explicat
p₂/p₁ = 300/250 = 1,20. Presiunea absolută crește cu 20%, în limitele modelului ideal.
Continuă învățarea
Vezi aplicația De ce crește presiunea unui gaz încălzit într-un vas rigid? și continuă cu parcursul Calcule și transformări chimice, pas cu pas.
Întrebări frecvente
De ce temperatura din PV = nRT se exprimă în kelvini?
Relația folosește temperatura absolută. Introducerea directă a gradelor Celsius produce rezultate greșite, deoarece originea scării Celsius nu este zero absolut.
Un gaz real respectă exact legea gazului ideal?
Nu. Gazul ideal este un model. Abaterile devin importante când interacțiunile și volumul particulelor nu mai pot fi neglijate, de exemplu aproape de condensare.
Dublarea temperaturii dublează întotdeauna presiunea?
Numai dacă temperatura absolută se dublează, cantitatea de gaz și volumul rămân constante, iar modelul gazului ideal este adecvat.
Surse și lecturi suplimentare
Parte din parcursul Calcule și transformări chimice, pas cu pas
