İdeal Gaz Yasası Hesaplama (PV = nRT)

İdeal gaz yasası

Bir gazın basıncı, hacmi, miktarı ve sıcaklığı birbirine tek bir bağıntıyla bağlıdır:

P × V = n × R × T

P mutlak basınç (Pa), V hacim (m³), n mol sayısı, T kelvin cinsinden sıcaklık ve R = 8.314462618 J/(mol·K) evrensel gaz sabitidir. Dört büyüklükten üçü bilinince dördüncüsü bulunur.

Dikkat edilecek iki nokta

• Sıcaklık kelvin olmalı. K = °C + 273.15. Santigrat değeri doğrudan formüle koymak en sık yapılan hatadır. Araç çevirmeyi kendisi yapar.
• Basınç mutlak olmalı. Manometre atmosfer basıncının üstünü gösterir. 2 bar gösteren lastikteki mutlak basınç yaklaşık 3 bar olur.

Örnek

1 mol gaz 0 °C sıcaklıkta ve 1 atm (101.325 kPa) basınçta ne kadar yer kaplar? V = 1 × 8.314462618 × 273.15 / 101 325 = 0.022414 m³, yani 22.4 litre. Bu değer gazın cinsinden bağımsızdır.

Hâl değişimi

Kapalı bir kaptaki gazın miktarı değişmiyorsa P₁ × V₁ / T₁ = P₂ × V₂ / T₂ olur. Özel durumları:

• Sıcaklık sabitken basınç ile hacim ters orantılıdır (Boyle yasası).
• Basınç sabitken hacim mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır (Charles yasası).
• Hacim sabitken basınç mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır (Gay-Lussac yasası).

Sınırlar

İdeal gaz yasası düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta iyi çalışır. Basınç yükseldikçe ve gaz sıvılaşma noktasına yaklaştıkça sapma büyür. Tüplerdeki sıvılaştırılmış gazlar, su buharı ve soğutucu akışkanlar için bu hesap güvenilir değildir. Basınçlı kap tasarımı bu aracın konusu değildir.