Что такое калькулятор объёма идеального газа?
Этот инструмент вычисляет объём, который занимает идеальный газ, на основе уравнения состояния идеального газа \(PV = nRT\), преобразованного для нахождения объёма: \(V = nRT / P\). Укажите количество газа в молях, его абсолютную температуру в кельвинах и давление в атмосферах — и калькулятор выдаст объём в литрах и миллилитрах. Формула применима к любому газу, поведение которого близко к идеальному, а это хорошее приближение для большинства распространённых газов при умеренных температурах и давлениях.
Как пользоваться калькулятором
Введите три значения: количество молей (n) газа, температуру (T) в кельвинах (чтобы перевести из градусов Цельсия, прибавьте 273,15) и давление (P) в атмосферах (1 атм ≈ 101,325 кПа ≈ 760 мм рт. ст.). Калькулятор перемножает n, газовую постоянную \(R = 0{,}08206\ \text{л}\cdot\text{атм}\cdot\text{моль}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) и T, а затем делит результат на P, получая объём.
Разбор формулы
Уравнение состояния идеального газа связывает четыре параметра состояния газа. Выразив объём, получаем $$V = \frac{nRT}{P}$$ Поскольку постоянная R задана в л·атм·моль⁻¹·K⁻¹, результат сразу выходит в литрах при условии, что температура указана в кельвинах, а давление — в атмосферах. Очень важно соблюдать единообразие единиц измерения: если использовать градусы Цельсия или килопаскали без перевода, ответ окажется неверным.
Пример расчёта
Найдём объём 1 моля газа при температуре 273,15 K (0 °C) и давлении 1 атм. $$V = \frac{1 \times 0{,}08206 \times 273{,}15}{1} = 22{,}414\ \text{л}$$ Это и есть всем знакомый молярный объём идеального газа при нормальных условиях (НУ, или STP).
Частые вопросы
В каких единицах указывать температуру? Всегда в кельвинах. Чтобы перевести из градусов Цельсия, прибавьте 273,15.
Почему мой результат немного отличается от данных для реального газа? Реальные газы отклоняются от идеального поведения при высоком давлении или низкой температуре — уравнение идеального газа является приближением.
Можно ли получить объём в мл? Да — в таблице результатов объём также показан в миллилитрах (1 л = 1000 мл).
