Что считает этот калькулятор
Калькулятор давления идеального газа решает уравнение состояния идеального газа относительно давления. Зная количество газа (в молях), абсолютную температуру (в кельвинах) и объём сосуда (в литрах), он вычисляет давление, которое создаёт газ, сразу в двух единицах — атмосферах и паскалях. Это универсальный инструмент для физики и химии, который не привязан к нормам какой-либо страны и подходит всем.
Как пользоваться
Введите три значения: количество молей газа (\(n\)), температуру в кельвинах (\(T\)) и объём в литрах (\(V\)). Нажмите «Рассчитать» — калькулятор применит формулу \(P = \frac{nRT}{V}\). Помните, что температура должна быть абсолютной, то есть в кельвинах: чтобы перевести градусы Цельсия в кельвины, прибавьте 273,15.
Разбор формулы
Уравнение состояния идеального газа выглядит так: \(PV = nRT\). Если выразить из него давление, получаем
$$P = \frac{n \cdot R \cdot T}{V}, \quad R = 0{,}082057$$Здесь \(R\) — универсальная газовая постоянная, равная \(0{,}082057\ \text{л}\cdot\text{атм}/(\text{моль}\cdot\text{К})\), когда давление измеряется в атмосферах, а объём — в литрах. Чтобы перевести результат в паскали, его умножают на 101 325 (столько паскалей в одной атмосфере).
Пример расчёта
Допустим, у вас есть 2 моля идеального газа при температуре 300 К в сосуде объёмом 10 л. Тогда
$$P = \frac{2 \times 0{,}082057 \times 300}{10} = \frac{49{,}2342}{10} = 4{,}92342\ \text{атм}$$что составляет примерно 498 856 Па. Это почти в 4,9 раза больше обычного атмосферного давления.
Частые вопросы
Почему температуру нужно указывать в кельвинах? Уравнение состояния газа предполагает, что давление и объём пропорциональны абсолютной температуре. Если подставить градусы Цельсия, результат окажется неверным или даже отрицательным.
В каких единицах выводится результат? Основной результат показан в атмосферах (атм), а дополнительная строка переводит его в паскали (Па). \(1\ \text{атм} = 101\,325\ \text{Па}\).
Учитывается ли поведение реальных газов? Нет. Расчёт использует модель идеального газа. Она хорошо описывает многие газы при умеренных температурах и невысоком или среднем давлении, но даёт расхождения вблизи точки конденсации или при очень высоком давлении.
