Калькулятор закону ідеального газу: розв’яжіть PV = nRT для будь-якої змінної

Знайдіть тиск, об’єм, кількість речовини чи температуру газу за іншими трьома значеннями. Калькулятор використовує R = 8.314 L·kPa/(mol·K) і відкривається з 1 mol газу за 273.15 K і 101.325 kPa, що займає 22.414 L.

PV = nRT

R = 8.314 L·kPa/(mol·K)

Знайти

Як користуватися калькулятором

У «Знайти» оберіть P, V, n або T; саме в цьому полі з’явиться відповідь. Введіть інші три значення в кілопаскалях (kPa), літрах (L), молях (mol) і кельвінах (K). Відповідь оновлюється під час введення.

Спочатку переведіть свої дані. Для 25 °C введіть 298.15 K. Для 1.50 atm введіть 1.50 × 101.325 = 151.99 kPa. Для 500 mL введіть 0.500 L.

Розв’язаний приклад

Який об’єм займають 2.00 mol ідеального газу за 300 K і 101.325 kPa? Перетворіть PV = nRT на V = nRT ÷ P.

Спочатку помножте: nRT = 2.00 mol × 8.314 L·kPa/(mol·K) × 300 K = 4,988.4 L·kPa. Потім поділіть: V = 4,988.4 L·kPa ÷ 101.325 kPa = 49.232 L. Молі, кельвіни та кілопаскалі скорочуються, лишаючи літри. З трьома значущими цифрами відповідь — 49.2 L.

Пояснення формули

У PV = nRT P — тиск, V — об’єм, n — кількість газу в молях, T — абсолютна температура, а R — газова стала. Перетворено: P = nRT ÷ V, V = nRT ÷ P, n = PV ÷ RT і T = PV ÷ nR.

Закон поєднує закон Бойля (об’єм зменшується зі зростанням тиску), закон Шарля (об’єм пропорційний температурі в кельвінах) і закон Авогадро (об’єм пропорційний кількості молів).

Одиниці та поради

Оскільки 1 L·kPa — це рівно 1 джоуль, R = 8.314 L·kPa/(mol·K) — те саме, що 8.314 J/(mol·K). Корисні перерахунки: 1 atm = 101.325 kPa = 760 mmHg, 1 bar = 100 kPa і 1 m³ = 1,000 L.

Завжди використовуйте кельвіни: K = °C + 273.15. Якщо взяти більше цифр R (8.314462618), змінюється остання цифра: 49.234 L замість 49.232 L вище.

Часті запитання

Який молярний об’єм газу за нормальних умов (STP)?

Один моль ідеального газу займає 22.414 L за 0 °C і 1 atm (101.325 kPa). За чинним визначенням STP від IUPAC, 0 °C і 100 kPa, молярний об’єм становить близько 22.711 L.

Яке значення R у PV = nRT?

R дорівнює 8.314 J/(mol·K), що дорівнює 8.314 L·kPa/(mol·K). В інших одиницях це 0.08206 L·atm/(mol·K) або 62.36 L·mmHg/(mol·K).

Чому температура має бути в кельвінах?

Тиск і об’єм газу пропорційні абсолютній температурі, яку відраховують від абсолютного нуля. За шкалою Цельсія газ за 0 °C здавався б таким, що має нульовий об’єм, а холодніші гази — від’ємний.

Коли закон ідеального газу не працює?

Він стає неточним за високого тиску та низьких температур, коли частинки газу розташовані близько й притягуються одна до одної. Тоді хіміки використовують поправки, як-от рівняння Ван дер Ваальса.