Qu'est-ce que la loi des gaz parfaits ?
Loi des gaz parfaits et équations d'état
La plupart du temps, la loi des gaz parfaits peut être utilisée pour effectuer des calculs pour des gaz réels. Ben Edwards, Getty Images
La Loi des gaz parfaits fait partie des équations d'état. Bien que la loi décrive le comportement d'un gaz parfait, l'équation est applicable aux gaz réels dans de nombreuses conditions, c'est donc une équation utile à apprendre à utiliser. La loi des gaz parfaits peut être exprimée comme suit :
PV = NkT
où:
P = pression absolue en atmosphères
V = volume (généralement en litres)
n = nombre de particules de gaz
k = constante de Boltzmann (1,38·1023J·K−1)
T = température en Kelvin
La loi des gaz parfaits peut être exprimée en unités SI où la pression est en pascals, le volume est en mètres cubes , N devient n et s'exprime en moles, et k est remplacé par R, le Constante de gaz (8.314 J·K−1·mol−1):
PV = nRT
Gaz parfaits versus gaz réels
La loi des gaz parfaits s'applique aux gaz parfaits . Un gaz parfait contient des molécules de taille négligeable qui ont une énergie cinétique molaire moyenne qui ne dépend que de la température. Forces intermoléculaires et la taille moléculaire ne sont pas prises en compte par la loi des gaz parfaits. La loi des gaz parfaits s'applique le mieux aux gaz monoatomiques à basse pression et à haute température. Une pression plus faible est préférable car la distance moyenne entre les molécules est alors beaucoup plus grande que la taille moléculaire . L'augmentation de la température aide en raison de l'énergie cinétique des molécules augmente, rendant l'effet d'attraction intermoléculaire moins important.
Dérivation de la loi des gaz parfaits
Il existe plusieurs façons de dériver l'Idéal en tant que Loi. Une façon simple de comprendre la loi est de la considérer comme une combinaison de Loi d'Avogadro et la loi sur les gaz combinés. La Loi sur les gaz combinés peut s'exprimer comme suit :
PV / T = C
où C est une constante directement proportionnelle à la quantité de gaz ou nombre de grains de beauté de gaz, n.m. C'est la loi d'Avogadro :
C = nR
où R est le Constante du gaz universel ou facteur de proportionnalité. Combiner les lois :
PV / T = nR
En multipliant les deux côtés par T, on obtient :
PV = nRT
Loi des gaz parfaits - Exemples de problèmes concrets
Problèmes de gaz idéal vs non idéal
Loi des gaz parfaits - Volume constant
Loi des gaz parfaits - Pression partielle
Loi des gaz parfaits - Calcul des taupes
Loi des gaz parfaits - Résolution de la pression
Loi des gaz parfaits - Résolution de la température
Équation des gaz parfaits pour Processus thermodynamiques
| Traiter (Constant) | Connu Rapport | Pdeux | DANSdeux | Jdeux |
| Isobare (P) | DANSdeux/DANS1 Jdeux/T1 | Pdeux=P1 Pdeux=P1 | DANSdeux= V1(DANSdeux/DANS1) DANSdeux= V1(Tdeux/T1) | Jdeux=T1(DANSdeux/DANS1) Jdeux=T1(Tdeux/T1) |
| Isochorique (DANS) | Pdeux/P1 Jdeux/T1 | Pdeux=P1(Pdeux/P1) Pdeux=P1(Tdeux/T1) | DANSdeux=V1 DANSdeux=V1 | Jdeux=T1(Pdeux/P1) Jdeux=T1(Tdeux/T1) |
| Isotherme (T) | Pdeux/P1 DANSdeux/DANS1 | Pdeux=P1(Pdeux/P1) Pdeux=P1/(DANSdeux/DANS1) | DANSdeux=V1/(Pdeux/P1) DANSdeux=V1(DANSdeux/DANS1) | Jdeux=T1 Jdeux=T1 |
| isoentropique réversible adiabatique (entropie) | Pdeux/P1 DANSdeux/DANS1 Jdeux/T1 | Pdeux=P1(Pdeux/P1) Pdeux=P1(DANSdeux/DANS1)−c Pdeux=P1(Tdeux/T1)γ/(γ − 1) | DANSdeux= V1(Pdeux/P1)(−1/c) DANSdeux= V1(DANSdeux/DANS1) DANSdeux= V1(Tdeux/T1)1/(1 − c) | Jdeux=T1(Pdeux/P1)(1 - 1/c) Jdeux=T1(DANSdeux/DANS1)(1-c) Jdeux=T1(Tdeux/T1) |
| polytropique (VPn) | Pdeux/P1 DANSdeux/DANS1 Jdeux/T1 | Pdeux=P1(Pdeux/P1) Pdeux=P1(DANSdeux/DANS1)−n Pdeux=P1(Tdeux/T1)n/(n-1) | DANSdeux=V1(Pdeux/P1)(-1/n) DANSdeux=V1(DANSdeux/DANS1) DANSdeux=V1(Tdeux/T1)1/(1 − n) | Jdeux=T1(Pdeux/P1)(1 - 1/n) Jdeux=T1(DANSdeux/DANS1)(1−n) Jdeux=T1(Tdeux/T1) |