理想的なガス法計算機

歴史的発展

理想的なガス法は、最初に1834年にベノエット・ポール・エミール・クラピロン(Benoît Paul Émile Clapeyron)によって以前に発見されたいくつかの帝国ガス法の組み合わせとして述べた:

• ボーイルズ・ロー (1662): 一定した温度で、圧力および容積は逆に比例しています(PV =定数)
• チャールズズ・ロー (1780s): 一定した圧力で、容積および温度は直接比例します(V/T =定数)
• アボガドロの法律 (1811): ガスの等量は分子の等しい数を含んでいます(V δ n)
• ゲイルサックの法律: 一定した容積では、圧力および温度は直接比例します(P/T =定数)

1856年8月にKrönigと1857年にRudolf Clausiusが独自に開発し、帝国法の理論的基盤を整備しました。

理想的なガスを想定

理想と見なされるガスの場合、4つの主要な仮定は満たされなければなりません:

1. ガス粒子は、ガスが占有する総容積と比較して、過度な容積を持っています
2. ガス粒子は非分子力(魅力か反発無し)を持っていません
3. ガス粒子は、ニュートンの動作法に従ってランダムに動く
4. 粒子間の衝突は完全に伸縮性があります(エネルギー損失なし)

実際には、ガスは本当に理想的ではありません。 これらの仮定は、ガス粒子が遠く離れて移動し、間分子相互作用を最小限に抑える低圧力と高温で最善を尽くします。

アプリケーションおよびインピーダンス

理想的なガス法には、科学と工学の多くのアプリケーションがあります。

• トピックス: 化学反応とプロセスにおけるガス動作の予測
• エンジニアリング: ガス貯蔵システム、エンジンおよび空気装置の設計
• 気象学: 高度および温度の大気圧変化を理解する
• 医薬品: 麻酔のガスの混合物および呼吸装置を口径測定すること
• 物理: サーモダイナミクスのプロセスとエネルギー転送の検討

限界および実質のガス

理想的なガス法は、特定の条件下で精度が低下します。

• 高圧: ガス粒子は、その量を重要なものにする、一緒に強制的に近づいています
• 低温温度: 減らされた運動エネルギーは、間分子力が重要になることを可能にします
• 高密度: 粒子の相互作用の可能性が増加

これらの状況では、Van der Waals の式のようなより複雑な式が使用されます。これは、分子量と間分子の力を意味します。

エネルギーとキネティック インフォメーション

理想的なガス法は、その構成粒子の動きにガスのマクロスコープ特性を関連した、ガスの運動理論から派生することができます。 単原子ガスの場合、平均運動エネルギーは直接温度に比例します。

この関係は、温度が理想的なガス法の分子解釈を提供する、ガス粒子の平均運動エネルギーの測定である理由を示しています。

熱力学的プロセス

理想的なガス法は、さまざまな熱力学的プロセスを理解するための基本的です。

• 相続プロセス(一定温度): PV = 定数
• Isobaricプロセス(一定圧力): V/T = 定数
• Isochoricプロセス(一定の容積): P/T = 定数
• Adiabaticプロセス(熱伝達無し): メディア^γ= γが熱容量の比率である一定した、

これらの特殊なケースは、エンジン、冷蔵庫、産業プロセスなどの複雑なシステムを分析するのに役立ちます。

モラーフォームと代替式

理想的なガス法は、いくつかの同等の形態で表現することができます。

これらの代替形態は、統計学からエンジニアリングアプリケーションまで、さまざまなコンテキストで有用です。

臨床および実用的適用

理想的なガス法は、薬や日常生活において重要な用途があります。

• 呼吸器生理学: 肺および酸素配達のガスの交換を理解する
• Anesthesiology(アネステシオ): 精密な麻酔のガスの混合物を刻み、そして渡します
• 機械換気: 患者のための圧力、容積および流れ変数の最適化
• スキューバダイビング: 減圧の病気を防ぐため、異なる深さでガス圧力を計算する
• 気象学: 大気圧変化による気象パターン予測
• 自動車タイヤ: 温度がタイヤ圧力にどのように影響するかを理解する

ガスの混合物

理想的なガスを混合するために、Daltonの部分圧の法則が適用されます。総圧力は、各成分ガスの部分圧の合計を等しくします。

各コンポーネントは、コンテナを占有するだけで、理想的なガス法を使用するときにガス混合物の計算を直立させるように振る舞います。

理想的なガス法は、圧力、体積、温度、およびガスの分子の数の関係を説明する基本的な式です。

理想的なガス法を使用して計算するには、次の手順に従ってください。

1. 1
   パスカルの圧力(P)を測定または決定する
2. 2
   立方メートルの容積(V)を測定または決定する
3. 3
   モルの数を計算または測定(n)
4. 4
   ケビンの温度(T)を測定する
5. 5
   理想的なガス法式を使用して、関係を確認する