Das ideale Gasgesetz
Ideales Gas
Alle Gase können als annähernd perfekte Gase bei relativ niedrigem Druck und relativ hoher Temperatur angesehen werden.
Standard conditions(BedingungenSTP) und Normalbedingungen (NTP)
$STP$ : $0^oC $ und $1; bar$. $NTP$ : $20^oC $ und $1; atm$. Hinweis: Es gibt oft Verwirrung und einige Leute definieren: $ ntp $: $ 0^oC $ und $ 1\;atm $. Für die ungefähren Berechnungen hat diese Verwirrung wenig Bedeutung!
Erinnerungen
Druckeinheiten $ 1 \; bar $ = $ 10^5 \; Pa $
$ 1 \; atm $ = $ 1.0133 \; bar $
$ 760 \; mmHg = 760 \; torr = 1 \; atm$
Temperatureinheiten $ T $ = $ t + 273.15$ ($ T $ absolute Temperatur in Kelvin $ K $, $ t $ Temperatur in Celsius $^oC $
Molzahl $ n $ = $ \frac{m}{M} $ ($ m $ Masse in $ g $, $ M $ Molare mMasse (siehe die → Periodentafel ))
Das Gesetz von Boyle
$ P \cdot V = \; k_1 $ $ k_1 $ ist konstant für ein ideales Gas bei einer gegebenen Temperatur $P_1\cdot V_1=P_2\cdot V_2$ gilt für eine Umwandlung eines bestimmten Gases bei einer bestimmten Temperatur.
Das Gesetz von Gay-Lussac
$ \frac{V}{T} = \; k_2 $ $ k_2 $ ist konstant für ein ideales Gas bei einem gegebenen Druck $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$ gilt für eine Umwandlung eines bestimmten Gases bei einem bestimmten Druck.
Das Gesetz von Charles
$ \frac{P}{T} = \; k_3 $ $ k_3 $ ist konstant für ein ideales Gas bei einem gegebenen Volumen $\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2}$ gilt für eine Umwandlung eines bestimmten Gases bei einem bestimmten Volumen.
Das Gesetz von Avogadro
$ \frac{V}{n} = \;k_4 $ $ k_4 $ ist konstant für ein ideales Gas bei gegebenen Druck und Temperatur. Dies bedeutet, dass bei gegebenem Druck und Temperatur die gleichen Volumina eines Gases die gleiche Anzahl von Molen (und damit Molekülen) enthalten. Die Konstante $k_4$ beträgt $22.4 \; L $ bei $ 0^oC $ und $ 1\; atm $. 1 Mol eines perfekten Gases nimmt also ein Volumen von $ 22.4 \; L $ ein bei $ 0^oC $ und $ 1\; atm $.
Das ideale Gasgesetz
$ \frac{P \cdot V}{T} $ = $ \; n \cdot R \cdot T $ $ R $ ist die universelle Konstante perfekter Gase: $ R $ $ = $ $ 0.082 \frac{l \cdot atm}{mol \cdot K} $ Wenn $ P $ in Atmosphären und $ V $ in Liter ausgedrückt ist $ R $ $ = $ $ 8.3 \frac{N \cdot m}{mol \cdot K} $ Wenn $ P $ in Pascal ($ \frac{N}{m^2} $) und $ V $ in $ m^3 $ ausgedrückt ist $\frac{P_1\cdot V_1}{T_1}$ = $\frac{P_2\cdot V_2}{T_2}$ gilt für eine Umwandlung eines bestimmten Gases .