Калькулятор об’єднаного газового закону (Бойль, Шарль і Гей-Люссак)
Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.
Результат
Ці значення надто екстремальні для обчислення.
Розв’язуйте задачі на газові закони для сталої кількості газу, що переходить з одного стану в інший. Оберіть об’єднаний газовий закон, закон Бойля–Маріотта (стала температура), закон Шарля (сталий тиск) або закон Гей-Люссака (сталий об’єм), виберіть невідому й введіть інші значення. Температури можуть бути в °C, K або °F; калькулятор переводить їх у кельвіни, перетворює закон і перевіряє відповідь.
Покроковий розв’язок
Основні формули
- Рівняння стану ідеального газу
- pV = nRT
- Газова стала
- R = 8,314 J/(mol·K)
- Об’єднаний газовий закон
- p1V1/T1 = p2V2/T2
- Молі
- n = m/M
- Температура
- T[K] = T[°C] + 273,15
Як користуватися об’єднаним газовим законом
- Випишіть відомі значення для обох станів: P₁, V₁, T₁ і P₂, V₂, T₂.
- Переведіть кожну температуру в кельвіни: T(K) = T(°C) + 273,15. Газові закони працюють лише з абсолютною температурою.
- Використовуйте ту саму одиницю для обох тисків і ту саму одиницю для обох об’ємів; підійде будь-яка одиниця, бо важливі лише їхні відношення.
- Виразіть невідому з P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂, наприклад V₂ = P₁V₁T₂/(T₁P₂), і підставте значення.
- Якщо величина лишається сталою, вона скорочується: закон Бойля–Маріотта P₁V₁ = P₂V₂, закон Шарля V₁/T₁ = V₂/T₂, закон Гей-Люссака P₁/T₁ = P₂/T₂.
Запитання й відповіді
Чому температура має бути в кельвінах?
Закони стверджують, що об’єм або тиск пропорційний температурі, що вірно лише від абсолютного нуля. У °C подвоєння з 10 °C до 20 °C хибно наводило б на подвоєння об’єму; у кельвінах зміна становить від 283 K до 293 K, близько 3,5 %.
Коли чинний об’єднаний газовий закон?
Для ідеального газу зі сталою кількістю (без витоків і реакцій). Реальні гази добре йому підпорядковуються за помірних тисків і температур, значно вищих за їхні температури кипіння.
Як об’єднаний газовий закон пов’язаний з PV = nRT?
З PV = nRT маємо PV/T = nR, що стале, коли n не змінюється. Отже, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. Використовуйте рівняння стану ідеального газу, коли потрібна сама кількість газу.
Чи використовувати надлишковий, чи абсолютний тиск?
Абсолютний. Манометр шини показує тиск понад атмосферний, тож перед використанням газових законів додайте близько 101 kPa (14,7 psi).
Потренуйтеся самі
Тренувати тему «Рівняння стану ідеального газу»
Калькулятор дає відповідь. На іспиті потрібен метод: тренуйте його на нових задачах із підказками й розв’язками.