Máy tính nhiệt độ khí lý tưởng là gì?
Công cụ này áp dụng định luật khí lý tưởng \(PV = nRT\) để tính nhiệt độ tuyệt đối của một chất khí. Khi đã biết áp suất, thể tích và lượng chất (tính bằng mol), bạn chỉ cần biến đổi phương trình để suy ra nhiệt độ: \(T = PV / (nR)\). Hằng số khí phổ biến \(R\) có giá trị cố định 8,314 J/(mol·K), vì vậy các đại lượng đầu vào phải dùng hệ đơn vị SI — áp suất tính bằng pascal (Pa) và thể tích tính bằng mét khối (m³) — để kết quả nhiệt độ ra đơn vị kelvin.
Cách sử dụng
Hãy nhập áp suất của khí theo pascal, thể tích theo mét khối và lượng khí theo mol. Máy tính sẽ trả về nhiệt độ tuyệt đối theo kelvin, đồng thời quy đổi sang độ Celsius (°C) và Fahrenheit (°F) cho tiện theo dõi. Nếu dữ liệu của bạn đang ở đơn vị khác, hãy đổi trước: 1 atm ≈ 101.325 Pa, 1 L = 0,001 m³.
Giải thích công thức
Định luật khí lý tưởng liên kết bốn biến trạng thái của một chất khí lý tưởng. Khi giải theo nhiệt độ, ta được $$T = \frac{\text{Pressure (Pa)} \times \text{Volume (m}^3\text{)}}{\text{Amount (mol)} \times R}$$ Tích của áp suất và thể tích thể hiện năng lượng tương đương công của chất khí, và việc chia cho tích của số mol với hằng số khí sẽ quy nó về một nhiệt độ tuyệt đối. Kết quả luôn được tính theo kelvin, trong đó 0 K là độ không tuyệt đối.
Ví dụ minh họa
Giả sử 1 mol khí chiếm thể tích 0,0224 m³ ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn 101.325 Pa. Khi đó $$T = \frac{101{.}325 \times 0{,}0224}{1 \times 8{,}314} = \frac{2{.}269{,}68}{8{,}314} \approx 272{,}99 \text{ K}$$ tức khoảng −0,16 °C — gần với nhiệt độ tiêu chuẩn, đúng như kỳ vọng đối với thể tích mol ở điều kiện STP.
Câu hỏi thường gặp
Nên dùng đơn vị nào? Hãy dùng hệ đơn vị SI: pascal cho áp suất và mét khối cho thể tích, để kết quả ra đơn vị kelvin.
Máy tính dùng giá trị R bằng bao nhiêu? Công cụ sử dụng \(R = 8{,}314\) J/(mol·K), giá trị SI của hằng số khí phổ biến.
Vì sao nhiệt độ của tôi ra số âm khi tính theo Celsius? Kelvin là thang đo tuyệt đối; việc trừ đi 273,15 có thể cho ra giá trị Celsius âm đối với các chất khí lạnh — điều này là hoàn toàn bình thường.
