Parametry stanu gazowego
Stan fizyczny pewnej porcji gazu określają parametry stanu gazu, którymi są: ciśnienie - \( p \ [Pa] \), temperatura - \( T \ [K] \) oraz objętość - \( V \ [m^3] \).
Objętość ( \( V \))
Objętość dowolnej substancji jest to przestrzeń zajęta przez tę substancję. Jeżeli substancją jest gaz, to jego objętość jest taka sama jak objętość zbiornika, w którym się znajduje.
Zgodnie z obowiązującym układem SI objętość jest wyrażona w \( m^3 \), \( 1 \ cm^3 = 10^{-6} \ m^3 \), (jest to objętość sześcianu o boku \( 1 \ cm \)).
Dawniej stosowana jednostka objętości, \( 1 \ litr \), odpowiada \( 1 \ dm^3 \) – objętości sześcianu o krawędzi \( 1 \ dm \).
\( 1 \ litr = 1 \ dm^3 = 1000 \ cm^3 = 10^{-3} \ m^3 \)
\( 1 \ ml = 1 \ cm^3 \)
Temperatura ( \( T \))
Temperatura określa kierunek przepływu ciepła (ciepło, jak wiadomo, płynie zawsze z obszaru o wyższej temperaturze do obszaru o temperaturze niższej).
Międzynarodową skalą, do pomiaru temperatur, jest skala bezwzględna zaczynająca się od zera bezwzględnego. Zero bezwzględne jest najniższą granicą temperatury i uzyskanie niższych temperatur od zera bezwzględnego jest nieosiągalne ( zero bezwzględne \( 0 K = -273,15^oC \)). Skala ta nazywana jest skalą Kelvina (od nazwiska uczonego Kelvina).
Na Rys. 1 porównano skalę Kelvina ze skalą Celsjusza.
Normalna temperatura krzepnięcia wody (temperatura, w której woda zamarza pod normalnym ciśnieniem \( 101325 \ Pa \) tj. \( 1 \ atm. \)), w skali Celsjusza oznaczana jest przez \( 0^oC \), w skali Kelvina \( 273,15 \ K \).
Temperaturę w skali Celsjusza przelicza się na temperaturę w skali Kelvina dodając \( 273,15 \):
\( K = \ ^oC + 273,15 \)
Ciśnienie ( \( p \))
Ciśnienie z kolei określa kierunek przepływu masy. Substancje starają się przesuwać z miejsca, w którym znajdują się pod wyższym ciśnieniem, do miejsca o niższym ciśnieniu. Ilościowo ciśnienie definiuje się jako siłę wywieraną prostopadle na jednostkę powierzchni. Podstawową jednostką ciśnienia, w układzie SI, jest \( \frac{N}{m^2} \), dla której przyjęto nazwę Pascal \( [Pa] \).
(Niuton jest to siła nadająca masie jednego kilograma przyspieszenie \( \frac{m}{s} \) w ciągu \( 1 \ s \), \( [\frac{m}{s^2}] \))
Do niedawna powszechnie stosowaną jednostką ciśnienia był \( bar \), który równał się \( 106 \frac{dyn}{cm^2} \) i jest zbliżony do \( 1 \ atm. \)
\( 1 \ atm. = 101325 \ Pa \)
W cieczach i gazach ciśnienie w danym punkcie jest jednakowe we wszystkich kierunkach. Ziemia otoczona jest warstwą powietrza o grubości ok. \( \ 800 \ km \). W wyniku tego żyjemy na dnie atmosfery, która wywiera ciśnienie atmosferyczne.
Moduł został opracowany na podstawie [1] oraz [2].
Bibliografia
1. G. Barrow: Chemia fizyczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 19732. J. Banaś i W. Solarski (Red.): Chemia dla inżynierów, podręcznik, AGH Uczelniane Wyd. Nauk.-Dydakt, Kraków 2008