กฎของแก๊สในอุดมคติ
           

          จากการทดลองและข้อสรุปของนักวิทยาศาสตร์หลายๆ คนที่ศึกษาเรื่องแก๊สเราจะเห็นว่า สมบัติของแก๊สมีความสัมพันธ์กันด้วยตัวแปรคล้ายๆ กัน คือ ทุกคนต่างก็ดูที่ปริมาตรของแก๊สที่เปลี่ยนไป ด้วยการกำหนดตัวแปรต้นแตกต่างกันออกไป
บอยล์ เมื่อเปลี่ยนความดันของแก๊ส ปริมาตรจะเป็นอย่างไร
ชาร์ล เมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิของแก๊ส ปริมาตรจะเป็นอย่างไร
อาโวกาโดร เมื่อเปลี่ยนจำนวนโมลหรือจำนวนโมเลกุลของแก๊ส ปริมาตรจะเป็นอย่างไร
และทุกคนก็ได้ข้อสรุปดังที่ได้นำเสนอกฏของทุกคนมาแล้ว ถ้าเรารวบรวมกฎที่เกี่ยวกับแก๊สที่กล่าวมาแล้วทั้งหมด เราจะได้ความสัมพันธ์ดังนี้
จาก

                                                  


กฏของบอยล์  v แปรผันตรง  1/P
กฎของชาร์ล  V แปรผันตรง T
กฏของอาโวกาโดร V แปรผันตรง n

เราสามารถรวมกฎทั้งสามนี้เข้าเป็นสมการรวมเพียงสมการเดียวได้ดังนี้

V แปรผันตรง nT/P

V = Rnt/P

เมื่อ

P = ความดัน

V = ปริมาตร

n = จำนวนโมล

T = อุณหภูมิมีหน่วยเป็นเคลวิน

สมการนี้เรียกว่า สมการแก๊สในอุดมคติ
R = ค่าคงที่ของแก๊ส (gas constant)
จากตัวแปรทั้ง 4 ตัว คือ ความดัน(P), ปริมาตร(V), จำนวนโมล(n) และอุณหภูมิ(T) เราสามารถหาค่า R ได้จากการแทนค่าตัวแปรทั้งสี่ในสมการแก๊สอุดมคติ
แก๊สอุดมคติ 1 โมล ที่สภาวะมาตรฐาน ความดันเท่ากับ 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 273 K มีปริมาตร 22.4 ลิตร เราจะสามารถคำนวณหาค่าคงที่ของแก๊สได้ดังนี้


แก๊สใดๆ ก็ตามที่มีพฤติกรรมเป็นไปตามกฏนี้ จะเรียกแก๊สนั้นว่าแก๊สที่มีพฤติกรรมในอุดมคติ หรือแก๊สอุดมคติ หรือแก๊สสมบูรณ์แบบ (ideal gas)

ตัวอย่าง การใช้กฎของแก๊สอุดมคติ ในการคำนวณ
ตัวอย่าง 1 น้ำจำนวน 1 กรัม ระเหยกลายเป็นไอในภาชนะขนาด 10 ลิตร ความดันของน้ำจะเป็นเท่าใดเมื่อการระเหยเป็นไอสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส


วิธีคำนวณ



 

ตัวอย่าง 2 บอลลูนลูกหนึ่งบรรจุแก๊สฮีเลียม (He) หนัก 30 กิโลกรัม บอลลูนลูกนี้จะมีปริมาตรเท่าใด ถ้าความดันของแก๊สฮีเลียมเป็น 1.15 atm ณ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส
วิธีทำ

 

back


 
 
 
 

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล