理想気体の法則は、理想気体の挙動を記述しますが、さまざまな条件下で実在気体に適用する場合にも使用できます。これにより、この法則を使用して、ガスが圧力、体積、または温度の変化にさらされたときのガスの挙動を予測できます。
理想気体の法則は次のように表されます
PV =nRT
どこ
P =圧力
V =ボリューム
n =ガス粒子のモル数
T =ケルビン単位の絶対温度
と
R はガス定数です。
気体定数 R は定数ですが、圧力と体積の測定に使用される単位によって異なります。単位に応じた R の値を次に示します。
R =0.0821 liter・atm/mol・K
R =8.3145 J/mol・K
R =8.2057 m・atm/mol・K
R =62.3637 L·Torr/mol·K または L·mmHg/mol·K
この理想気体の法則の例の問題は、圧力、体積、および温度がわかっている場合に、理想気体の法則の式を使用してシステム内の気体の量を決定するために必要な手順を示しています。
問題
アルゴン ガスのボンベには、18.4 気圧、127 °C で 50.0 L の Ar が入っています。シリンダーには何モルのアルゴンが入っていますか?
解決策
理想気体の法則の問題の最初のステップは、温度を絶対温度スケール (ケルビン) に変換することです。比較的低い温度では、273 度の違いが計算に非常に大きな違いをもたらします。
°C を K に変更するには、式を使用します
T =℃ + 273
T =127 ℃ + 273
T =400K
2 番目のステップは、ユニットに適した R の理想気体定数値を選択することです。この例には、liters と atm があります。したがって、使用する必要があります
R =0.0821 liter·atm/mol·K
この例では、ガスのモル数を求めています。
PV =nRT
n を解く
私たちの価値観を取り入れてください
n =28.0モル
答え
シリンダー内には 28.0 モルのアルゴンがあります。
この種の問題を行う際に留意すべき重要な要素が 2 つあります。まず、温度は絶対温度として測定されます。次に、問題に適した R の値を使用します。 R の正しい単位を使用すると、厄介な単位エラーを回避できます。
