Jak liczyć z równania Clapeyrona?
Równanie gazu doskonałego wiąże cztery wielkości: ciśnienie, objętość, liczbę moli i temperaturę. Znając trzy z nich, czwartą wyliczamy jednym przekształceniem. Kalkulator pilnuje przy tym dwóch rzeczy, na których najczęściej wykłada się zadanie: temperatura idzie do rachunku w kelwinach, a jednostki ciśnienia i objętości przeliczają się na paskale i metry sześcienne.
Wzór i przykład
p × V = n × R × T
- Bierzemy 1 mol gazu w warunkach normalnych.
- Temperatura 0 stopni Celsjusza to 273,15 K.
- Ciśnienie 1013,25 hPa to 101 325 Pa.
- Przekształcamy wzór: V = nRT ÷ p, czyli 1 × 8,314 × 273,15 ÷ 101 325.
- Wychodzi 0,0224 metra sześciennego, czyli 22,41 litra.
| Temperatura | Objętość mola pod 1013,25 hPa |
|---|---|
| -20 °C | 20,77 l |
| 0 °C | 22,41 l |
| 20 °C | 24,05 l |
| 40 °C | 25,69 l |
| 100 °C | 30,62 l |
Stężenie molowe roztworu policzysz osobnym kalkulatorem stężenia molowego, a gęstość, masę i objętość ciała stałego kalkulatorem gęstości.
Najczęstsze pytania
Jaką objętość zajmuje mol gazu w warunkach normalnych?
Około 22,41 litra. Podstawiamy 1 mol, 273,15 K i 101 325 Pa, więc V = 1 × 8,314 × 273,15 ÷ 101 325.
Dlaczego temperatura musi być w kelwinach?
Bo w równaniu występuje temperatura bezwzględna. Zero stopni Celsjusza to 273,15 K, a nie zero, więc rachunek na stopniach Celsjusza dałby objętość równą zeru.
Ile moli tlenu mieści butla 11 litrów pod ciśnieniem 200 barów?
Około 91,8 mola przy 15 stopniach Celsjusza, czyli mniej więcej 2,94 kilograma tlenu. Liczymy n = pV ÷ RT.
Kiedy równanie Clapeyrona przestaje działać?
Przy bardzo wysokich ciśnieniach i w pobliżu temperatury skraplania. Model zakłada punktowe cząsteczki, które na siebie nie działają, a w takich warunkach oba założenia przestają być prawdziwe.
Jak z liczby moli policzyć masę gazu?
Mnożymy mole przez masę molową. Tlen cząsteczkowy ma 32 gramy na mol, azot 28, a dwutlenek węgla 44.