Что делает калькулятор температуры идеального газа?
Этот калькулятор использует уравнение состояния идеального газа — в России его чаще называют уравнением Менделеева — Клапейрона: \(PV = nRT\). С его помощью можно найти абсолютную температуру газа. Если известны давление, объём и количество вещества (в молях), формулу легко преобразовать и выразить температуру: \(T = \frac{PV}{nR}\). Универсальная газовая постоянная R равна 8,314 Дж/(моль·К), поэтому исходные данные нужно задавать в единицах СИ — давление в паскалях (Па), а объём в кубических метрах (м³). Тогда температура получится в кельвинах.
Как пользоваться калькулятором
Введите давление газа в паскалях, объём в кубических метрах и количество газа в молях. Калькулятор рассчитает абсолютную температуру в кельвинах, а для удобства также переведёт её в градусы Цельсия и Фаренгейта. Если ваши данные заданы в других единицах, сначала переведите их: 1 атм ≈ 101 325 Па, 1 л = 0,001 м³.
Разбор формулы
Уравнение состояния идеального газа связывает четыре параметра состояния. Выразив из него температуру, получаем $$T = \frac{PV}{nR}.$$ Произведение давления на объём отражает энергию газа, а деление на произведение количества вещества и газовой постоянной приводит её к абсолютной температуре. Результат всегда выражается в кельвинах, где 0 К — это абсолютный нуль.
Пример расчёта
Пусть 1 моль газа занимает объём 0,0224 м³ при нормальном атмосферном давлении 101 325 Па. Тогда $$T = \frac{101\,325 \times 0{,}0224}{1 \times 8{,}314} = \frac{2269{,}68}{8{,}314} \approx 272{,}99 \text{ К},$$ то есть примерно −0,16 °C — это близко к нормальной температуре, как и ожидается для молярного объёма при нормальных условиях (н. у.).
Частые вопросы
В каких единицах вводить данные? Используйте единицы СИ: давление — в паскалях, объём — в кубических метрах. Тогда ответ получится в кельвинах.
Какое значение R используется? Калькулятор берёт \(R = 8{,}314\) Дж/(моль·К) — значение универсальной газовой постоянной в системе СИ.
Почему температура в градусах Цельсия получается отрицательной? Шкала Кельвина абсолютная, и при вычитании 273,15 для холодных газов вполне может получиться отрицательное значение по Цельсию — это нормально.
