Plinski zakoni

Plinski zakoni su skup zakona koji opisuju odnos između termodinamičke temperature (T), pritiska (P) i zapremine (V) plinova. Oni su zbirka pravila, koja su otkrivena između kasne Renesanse i ranog 19. vijeka.

Idealni plin

Tri ranija plinska zakona:

• Boyleov zakon (1662. godine, odnos pritiska i zapremine),
• Charlesov zakon (1787. godine, odnos između zapremine i temperature), i
• Gay-Lussacov zakon (1809. godine, odnos između pritiska i tempretature),

su ukomponovana da tvore kombinovani plinski zakon

${\frac {P_{1}V_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}V_{2}}{T_{2}}}.$

Sa dodatkom Avogadrovog zakona, dobija se

• zakon idealnog plina

$PV=nRT\,$,

gdje je

P pritisak (SI jedinica: paskal)

V zapremina (SI jedinica: kubni metar)

n broj molova plina

R konstanta idealnog plina (SI jedinica: 8.3145 J/(mol K))

T termodinamička temperatura (SI jedinica: kelvin).

Ekvivalentna formulacija ovog zakona je:

$PV=NkT\,$

gdje je

N broj molekula

k Boltzmannova konstanta.

Ove jednačine su tačne samo za idealni plin, koji je fiktivna tvorevina. Međutim, zakoni idealnog plina su dobre aproksimacije za mnoge plinove pod mnogim uslovima.

Kinetička teorija plinova, Grahamov zakon efuzije i efektivna vrijednost brzine objašnjavaju kako se individualne molekule ponašaju u plinu, kao i njihov odnos sa pritiskom, zapreminom i temperaturom. Daltonov zakon parcijalnih pritisaka, jođ jedan važan plinski zakon, objašnjava ponašanje mješavine plinova.

Ovaj zakon ima sljedeće važne posljedice:

1. Ako su temperatura i pritisak konstantni, tada je zapremina plina direktno proporcionalna broju molekula plina.
2. Ako su temperatura i zapremina konstantni, tada je pritisak promjene plina direktno proporcionalan broju prisutnih molekula plina.
3. Ako su broj molekula plina i temperatura konstantni, tada je pritisak obrnuto proporcionalan zapremini.
4. Ako su promjene temperature i broj molukula plina konstantni, tada će se ili pritisak ili zapremina (ili oboje) mijenjati u direktnoj proporcionalnosti sa temperaturom.

Plinovi i fluidi teku iz područija visokog pritiska prema područijima niskog pritiska.

Neidealni plinovi

Ostali plinski zakoni, kao što je van der Waalsova jednačina, nastoje ispraviti zakone idealnog plina kako bi opisali ponašanje stvarnih plinova. van der Waalsova jednačina mijenja zakon idealnog plina, kako bi se opisalo kako se stvarni plinovi ponašaju, koristeći serije izračunatih vrijednosti koje se nazivaju van der Waalsove konstante.

Također je moguće primijeniti Boltzmannovu analizu kako bi se odredile dalje informacije o plinovima.

Također pogledajte

• Plin
• Zakoni termodinamike
• Jednačina stanja
• Adiabatski proces

Reference

• Castka, Joseph F.; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. (2002). Modern Chemistry. Holt, Rinehart and Winston. ISBN 0-03-056537-5.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
• Guch, Ian (2003). The Complete Idiot's Guide to Chemistry. Alpha, Penguin Group Inc. ISBN 1-59257-101-8.
• Zumdahl, Steven S (1998). Chemical Principles. Houghton Millfin Company. ISBN 0-395-83995-5.