Kiedy badaliśmy prawo gazu doskonałego, zobaczyliśmy, że gazy składają się z ogromnej ilości atomów i cząsteczek. Te cząsteczki (lub atomy) są w ciągłym ruchu, a ich ruch zasadniczo zależy od praw kinematyki. Charakterystykę prawa gazu doskonałego podaje następujące równanie:
PV = nRT
W tym wyrażeniu, którego używamy do scharakteryzowania gazu doskonałego, używamy ilości gazu wyrażonej w molach, to znaczy masy podzielonej przez masę cząsteczkową. Aby znaleźć całkowitą masę dowolnego gazu, która odpowiada liczbie (n) moli cząsteczek, pomnożymy tę liczbę przez masę molową gazu.
Spójrzmy na prosty przykład: 1 mol atomów węgla ma masę 12 gramów: cząsteczka wody, składa się z dwóch atomów wodoru i jednego tlenu, ma masę cząsteczkową M = (2 x 1) + 16 = 18 g/mol.
Prawo gazu doskonałego możemy wyrazić jako funkcję gęstości. W ten sposób możemy obliczyć zmiany gęstości gazu, gdy zmienia się ciśnienie lub temperatura, nie martwiąc się o objętość. Zgodnie z powyższym równaniem prawa gazowego, możemy je przepisać w następujący sposób:
W powyższym równaniu zauważamy, że n/V to liczba moli atomów lub cząsteczek na jednostkę objętości. Tak więc, aby znaleźć gęstość, po prostu mnożymy n/V przez masę cząsteczkową M danego gazu. Dlatego mnożąc obie strony równania przez masę molową gazu, otrzymujemy:
Co mówi, że bezwzględna gęstość gazu jest wprost proporcjonalna do masy cząsteczkowej, a ciśnienie jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury.
Pamiętaj, jeśli:
1 mol = 6,02 x 1023 cząsteczek
Masa cząsteczkowa to masa 1 mola cząsteczek
1 mol gazu w CNTP* (0ºC 1atm) zajmuje 22,4 litra.
*CNTP - normalne warunki temperatury i ciśnienia
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-densidade-lei-dos-gases-ideais.htm