กฎความหนาแน่นและก๊าซในอุดมคติ ศึกษากฎความหนาแน่นและก๊าซอุดมคติ

เมื่อเราศึกษากฎของแก๊สในอุดมคติ เราพบว่าก๊าซประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลจำนวนมหาศาล โมเลกุลเหล่านี้ (หรืออะตอม) มีการเคลื่อนที่คงที่และการเคลื่อนที่ของพวกมันโดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับกฎของจลนศาสตร์ การกำหนดลักษณะของกฎของแก๊สในอุดมคติได้มาจากสมการต่อไปนี้:

PV = nRT

ในนิพจน์นี้ที่เราใช้เพื่ออธิบายลักษณะเฉพาะของก๊าซในอุดมคติ เราใช้ปริมาณของก๊าซที่แสดงเป็นโมล นั่นคือ มวลหารด้วยมวลโมเลกุล ในการหามวลรวมของก๊าซใดๆ ซึ่งสอดคล้องกับจำนวน (n) โมลของโมเลกุล เราจะคูณจำนวนนี้ด้วยมวลโมลาร์ของแก๊ส

ลองดูตัวอย่างง่ายๆ อะตอมของคาร์บอน 1 โมลมีมวล 12 กรัม: โมเลกุลของน้ำ ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม มีมวลโมเลกุล M = (2 x 1) + 16 = 18 กรัม/โมล

เราสามารถแสดงกฎของแก๊สในอุดมคติเป็นฟังก์ชันของความหนาแน่นได้ ด้วยวิธีนี้ เราสามารถคำนวณความแปรผันของความหนาแน่นของก๊าซเมื่อความดันหรืออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับปริมาตร จากสมการกฎแก๊สข้างต้น เราสามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้

ในสมการข้างต้น เราสังเกตว่า n/V คือจำนวนโมลของอะตอมหรือโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตร ดังนั้น ในการหาความหนาแน่น เราเพียงแค่คูณ n/V ด้วยมวลโมเลกุล M ของก๊าซที่เป็นปัญหา ดังนั้น เมื่อคูณทั้งสองข้างของสมการด้วยมวลโมลาร์ของแก๊ส เราจะได้:

ซึ่งบอกว่าความหนาแน่นสัมบูรณ์ของก๊าซเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลโมเลกุลและความดันแปรผกผันกับอุณหภูมิ

จำไว้ว่าถ้า:

1 โมล = 6.02 x 1023 โมเลกุล
มวลโมเลกุลคือมวลของโมเลกุล 1 โมล
ก๊าซ 1 โมลใน CNTP* (0ºC 1atm) มีขนาด 22.4 ลิตร

*CNTP - อุณหภูมิปกติและสภาวะความดัน

โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
ทีมโรงเรียนบราซิล

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-densidade-lei-dos-gases-ideais.htm