Vad är gastryck?
Gaspartiklar rör sig snabbt utan att stanna och träffar hela tiden behållarens väggar. Kraften från en enda stöt är mycket liten, men antalet stötar är enormt. Kraften från alla de här stötarna per ytenhet av väggen kallas tryck. Enheten för tryck är pascal (Pa). 1 atm är ungefär 101 kPa.
Trycket hos en gas i en behållare beror på tre saker: antalet partiklar, temperaturen och volymen. Den här simulatorn visar volymens effekt.
Vad är Boyles lag?
När temperaturen och gasmängden är konstanta är trycket omvänt proportionellt mot volymen. Produkten av tryck och volym ändras inte:
P1 · V1 = P2 · V2
| Volym | Tryck |
|---|---|
| Delas med 2 | Multipliceras med 2 |
| Delas med 3 | Multipliceras med 3 |
| Multipliceras med 2 | Delas med 2 |
Exempel. Ett gasprov på 3 l vid 100 kPa komprimeras till 1 l utan att temperaturen ändras. Vad blir det nya trycket? 100 · 3 = P2 · 1, så P2 = 300 kPa.
Varför händer det här? Temperaturen är konstant, så partiklarnas hastighet ändras inte. Men väggarna är närmare varandra, så varje partikel träffar dem oftare.
Tryck in kolven i appen Nalukh chem
Ändra volymen med ett reglage och följ tryckets värde. Den här simulatorn ingår när du har full tillgång. Appen är gratis att ladda ner, och 2 kapitel och 5 simulatorer är öppna utan registrering.
Hur använder du simulatorn?
- I början står kolven vid behållarens högra kant, och trycket visar 55.
- Dra reglaget Volym åt vänster. Kolven flyttas åt vänster, och gasen får mindre plats.
- Titta på trycket under rubriken. När trycket stiger blir kolven röd.
- Dra reglaget tillbaka åt höger. Kolven flyttas tillbaka, och trycket sjunker.
Trycket på skärmen har ingen enhet. Det är ett tal att jämföra med. Antalet partiklar och deras hastighet ändras inte, så villkoren för Boyles lag är uppfyllda.
Uppgifter att prova i simulatorn
- Dra reglaget ända till vänster. Vilket är det högsta trycket? Svar: 157.
- Ställ in trycket på 110. Var står kolven? Svar: Exakt mitt i behållaren. Volymen har delats med 2, och trycket är 2 gånger startvärdet 55.
- Använd Boyles lag: hur många procent av sin startvolym fyller gasen vid trycket 157? Svar: 55 ÷ 157 ≈ 0.35, alltså 35 %.
Var används Boyles lag?
- Däckpump. När du trycker ner kolven minskar luftens volym i cylindern och trycket stiger. Sedan går luften in i däcket.
- Spruta. När du täcker spetsen med fingret och trycker på kolven trycker den komprimerade luften tillbaka kolven.
- Andning. När du andas in blir bröstkorgen större och trycket i lungorna sjunker. Därför strömmar luft in i lungorna.
Den här simulatorn visar inte hur trycket ändras när du värmer en gas. Enligt Gay-Lussacs lag stiger trycket när temperaturen stiger vid konstant volym. Du kan se det i simulatorn Gaslagar.
