İdeal gaz yasasının açıklaması

PV = nRT

• P basınç, V hacim, n mol cinsinden gaz miktarı ve T kelvin cinsinden sıcaklıktır.
• R gaz sabitidir. Değeri birimlere bağlıdır: paskal ve metreküple 8,314 J/(mol·K), litre ve atmosferle 0,08206 L·atm/(mol·K).

Neye ihtiyacın varsa ona göre düzenle: V = nRT ÷ P, P = nRT ÷ V, n = PV ÷ RT, T = PV ÷ nR.

Çözümlü bir örnek

1 mol gaz 0 °C’de ve 1 atm’de ne kadar hacim kaplar? Önce sıcaklığı çevir: 0 °C = 273,15 K. Sonra V = 1 × 0,08206 × 273,15 ÷ 1 = 22,4 L; standart sıcaklık ve basınçtaki tanıdık molar hacim.

Yaygın hatalar

• Kelvin yerine santigrat derece kullanmak. 273,15 ekle.
• Birimleri karıştırmak: L·atm cinsinden bir R ile kPa cinsinden bir basınç yanlış cevap verir. Önce çevir ya da uyan R’yi seç.
• n’nin gram değil mol olduğunu unutmak. Kütleyi molar kütleye böl.

Ne zaman çalışmayı bırakır

Yasa gaz parçacıklarının yer kaplamadığını ve birbirini çekmediğini varsayar. Bu çoğu gaz için oda sıcaklığı civarında ve olağan basınçlarda iyi tutar, ama çok yüksek basınçlarda ya da bir gazın sıvılaştığı noktaya yakın düşük sıcaklıklarda tutmaz.

İdeal gaz yasası hesaplayıcı kullandığın birimlerle P, V, n ya da T için çözer.

Soğuk bir sabahta lastik basıncı

20 °C’de göstergede 220 kPa olan bir lastik. Göstergeler atmosferin üstündeki basıncı gösterir; yani salt basınç yaklaşık 220 + 101 = 321 kPa’dır. Hacim neredeyse hiç değişmez; yani P₂ = P₁ × T₂ ÷ T₁. 0 °C’de: 321 × 273,15 ÷ 293,15 = 299 kPa salt, yani göstergede 198 kPa. 20 °C’lik düşüş gösterge basıncının yaklaşık %10’una mal oldu.

Bir gazın yoğunluğu

Yeniden düzenlenirse PV = nRT, yoğunluk = P × M ÷ (R × T) verir; burada M kg/mol cinsinden molar kütledir. 20 °C ve 1 atm’de hava için: 101.325 × 0,02897 ÷ (8,314 × 293,15) = 1,20 kg/m³.

Hangi standart koşullar?

Bildik mol başına 22,4 L, 0 °C ve 1 atm içindir. IUPAC 1982’den beri standart basıncı 1 bar olarak tanımlar ve bu 22,7 L verir. Bazı alanlar 25 °C kullanır; orada bir mol 1 atm’de 24,5 L yer kaplar. Bir ders kitabının ya da sınavın hangisini kastettiğini kontrol et.

Gösterge ve salt basınç

Gaz yasası salt basınç ister. Bir lastiğin ya da gaz tüpünün gösterge okumasını doğrudan kullanmak yanlış cevaplar verir; düşük basınçlarda bazen fena halde yanlış.