Vad är gaslagarna?
Tre storheter beskriver en gas tillstånd: tryck P, volym V och temperatur T. När gasmängden är konstant håller du en storhet konstant och ser hur de andra två hänger ihop.
| Lag | Konstant | Formel | Exempel |
|---|---|---|---|
| Boyles | T | P·V = konstant | Täpp till sprutans spets och tryck in kolven: trycket ökar |
| Gay-Lussacs | V | P/T = konstant | Värm en sluten behållare: trycket ökar |
| Charles | P | V/T = konstant | En uppblåst ballong krymper i kyla |
I uppgifter jämför du två tillstånd hos en gas: P₁V₁ = P₂V₂, P₁/T₁ = P₂/T₂, V₁/T₁ = V₂/T₂.
Exempel 1. Vid konstant temperatur har 2 l gas trycket 100 kPa. Om volymen blir 1 l är P₂ = 100 × 2 ÷ 1 = 200 kPa.
Exempel 2. I en sluten behållare är trycket 100 kPa vid 27 °C. Om du värmer den till 327 °C är T₁ = 300 K och T₂ = 600 K, så P₂ = 100 × 600 ÷ 300 = 200 kPa.
Kontrollera lagarna i en graf
Håll en storhet konstant, ändra en annan och se punkten röra sig i grafen. Den här simulatorn ingår när du har full tillgång. Det är gratis att ladda ner, och 2 kapitel och 5 simulatorer är öppna utan registrering.
Hur använder du simulatorn?
- Vid starten är alternativet Inget valt. Värme och volym kan båda ändras fritt.
- Knapparna Tung och Lätt lägger till 6 partiklar var. Den runda knappen med ett minustecken tar bort 6 partiklar.
- Tryck på knappen Konstant T (Boyle). Reglaget Värme låses. När du flyttar reglaget Volym rör sig den gröna punkten längs P–V-kurvan.
- Tryck på knappen Konstant V (Gay-Lussac). Reglaget Volym låses. När du värmer gasen med reglaget Värme rör sig punkten längs P–T-linjen.
- När du har lagt till partiklar trycker du på knappen för konstant storhet igen. Kurvan ritas om med de nya värdena.
Simulatorn har inget läge för konstant P. Studera Charles lag (konstant P) med hjälp av formeln.
Uppgifter att prova i simulatorn
- Ställ i läget Konstant T (Boyle) in volymen på det minsta värdet. Svar: Trycket går från ungefär 10 atm till ungefär 18 atm. P·V ändras knappt.
- Värm gasen från 300 K till 600 K i läget Konstant V (Gay-Lussac). Svar: Trycket ungefär fördubblas. Linjen börjar i punkten 0 K, 0 atm, vilket visar varför du behöver kelvin.
- Titta på partiklarna Tung och Lätt. Svar: De lätta röda partiklarna rör sig snabbare. Vid samma temperatur har de två typerna av partiklar samma genomsnittliga kinetiska energi, så temperaturetiketten ändras inte.
Vanliga misstag i uppgifter om gaslagar
- Att räkna i °C. Omvandla alltid temperaturen till kelvin: T = t + 273. Om du löser exempel 2 i °C får du det felaktiga svaret att trycket ökade 12 gånger.
- Att tro att P–V-grafen är en rät linje. När volymen halveras fördubblas trycket, så grafen är en kurva. P–T-grafen är däremot en rät linje.
- Att glömma gasmängden. De här lagarna gäller bara när antalet partiklar är konstant. Om du lägger till partiklar ändras P·V.
