The relationship between number of

The relationship between number of moles and molecules and temperature and pressure and volume held constant?
Can anyone explain to me conceptually in terms of what is happening on the molecular level and why this relationship makes sense.
3 answers · Physics
Best Answer
First of all, there will always be 6.02x10^23 molecules in every mole, regardless of any other conditions. This is how moles are defined.

Also, these relationships are only mostly true. They would be completely true if you were dealing with an ideal gas, which does not exist. An ideal gas is defined as a gas that
1. Each particle within the gas has a volume of zero
2. There are no intermolecular forces between the particles of the gas
3. The collisions of the gas particles are perfectly elastic

The more ideal a gas is, the more is follows these relationships. For example, Helium is a very good "ideal" gas because of the small size of its particles and the low intermolecular forces.

The ideal gas law can be written as this:
PV=nRT
Where P is the pressure, V is volume, n is number of moles, R is the ideal gas constant, and T is the temperature.
This gives us some idea of what happens in a gas when we change on of the variables. For example, if P increases and everything else stays the same except for T, then T must also increase. This is necessary to keep both sides of the equation equal. This works out mathematically, but the physical meaning still needs to be explained. Here it goes.

1. T increases, P increases.
Temperature is defined as the average kinetic energy of the particles of a substance. Kinetic energy is the energy of movement, so the more kinetic energy (temperature) the gas has, the faster the particles move. This causes the particles to run into each other and the sides of the container more often, causing a greater force per area on the walls. This force per area is known as pressure.

2. T increases, V increases
Imagine a balloon filled with air. If the air inside the balloon is heated, the particles (in this case, air molecules) run into the walls more frequently. However, because the walls of the balloon are elastic, they stretch (increasing the volume of the balloon) so that the pressure inside the balloon is the same as the pressure outside. Even though the particles are moving faster, they have more space move in and therefore do not collide more often.

3. V increase, P decrease
Same balloon as last time except keep temperature constant. If you could somehow pull at the walls to increase the volume, the particles would have more space to move in but not be moving any faster. This would decrease the overall force of collisions, and thusly decrease the pressure.

4. n increase, P increase
Consider a container with rigid walls filled with air. If more air is pumped into the container (number of moles increases), then the distance between the particles decreases (more particles per volume). This means that the particles run into each other and the walls more often and the pressure increases.

5. n increase, T decrease
Consider the same rigid container filled with air. This time, more air is pumped into it, but you want the pressure to be the same. There are now more particles to collide with each other and the walls, so the only way to lower the frequency of these collisions is to make the particles move slower. In other words, decrease the temperature.

6. n increase, V increase
Blowing up a balloon is an excellent example of this. You pump more air into the balloon so that n increases. The walls of the balloon stretch to keep the pressure constant, and the temperature of the balloon stays the same (unless you have very hot breath). The particles require more space now that there are more of them, and the balloon provides this by increasing its volume.

I hope this explanation helped at all and wasn't too wordy.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนโมลและโมเลกุลและอุณหภูมิและความดันและปริมาณคงที่?
ทุกคนสามารถอธิบายให้ฉันแนวคิดในแง่ของสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลและทำไมความสัมพันธ์นี้ทำให้รู้สึก.
3 คำตอบ·ฟิสิกส์ที่ดีที่สุดคำตอบแรกของทั้งหมดมีจะเป็น 6.02x10 ^ 23 โมเลกุลในตัวตุ่นทุกโดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไขอื่น ๆ นี่คือวิธีที่จะมีการกำหนดไฝ. นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์เหล่านี้เป็นเพียงส่วนใหญ่ที่แท้จริง พวกเขาจะเป็นจริงอย่างสมบูรณ์หากคุณจัดการกับแก๊สอุดมคติซึ่งไม่ได้อยู่ แก๊สอุดมคติถูกกำหนดให้เป็นก๊าซที่1 อนุภาคภายในก๊าซแต่ละคนมีปริมาณของศูนย์2 ไม่มีแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างอนุภาคของก๊าซที่มี3 การชนกันของอนุภาคก๊าซที่มีความยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์แบบเหมาะมากขึ้นก๊าซให้มากขึ้นดังต่อไปนี้คือความสัมพันธ์เหล่านี้ . ตัวอย่างเช่นฮีเลียมเป็นสิ่งที่ดีมาก "อุดมคติ" ก๊าซเนื่องจากขนาดที่เล็กของอนุภาคและแรงระหว่างโมเลกุลต่ำของกฎหมายแก๊สอุดมคติสามารถเขียนเช่นนี้: PV = NRT ที่ไหน P คือความดัน, V คือปริมาตร, n คือจำนวนของไฝ R คือค่าคงที่ของก๊าซในอุดมคติและ T คืออุณหภูมิ. นี้ทำให้เรามีความคิดของสิ่งที่เกิดขึ้นในก๊าซบางอย่างเมื่อเราเปลี่ยนแปลงของตัวแปร ตัวอย่างเช่นถ้า P เพิ่มขึ้นและทุกอย่างอื่นอยู่เหมือนกันยกเว้น T, T แล้วยังต้องเพิ่มขึ้น นี้เป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้ทั้งสองด้านของสมการที่เท่าเทียมกัน นี้ทำงานออกทางคณิตศาสตร์ แต่ความหมายทางกายภาพยังคงต้องการที่จะอธิบาย นี่มันจะไป. 1 T เพิ่ม P เพิ่มขึ้น. อุณหภูมิถูกกำหนดให้เป็นพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคของสาร พลังงานจลน์เป็นพลังงานในการเคลื่อนไหวเพื่อให้พลังงานจลน์มากขึ้น (อุณหภูมิ) ก๊าซได้เร็วขึ้นอนุภาคย้าย นี้ทำให้เกิดอนุภาคที่จะวิ่งเข้ามาในแต่ละอื่น ๆ และด้านข้างของภาชนะบ่อยขึ้นทำให้เกิดแรงต่อพื้นที่บนผนัง แรงต่อพื้นที่บริเวณนี้เป็นที่รู้จักกันเป็นความดัน. 2 T เพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้น V ลองนึกภาพบอลลูนที่เต็มไปด้วยอากาศ หากอากาศภายในบอลลูนร้อนอนุภาค (ในกรณีนี้โมเลกุลของอากาศ) ใช้เป็นผนังบ่อยครั้งมากขึ้น แต่เนื่องจากผนังของบอลลูนที่มีความยืดหยุ่นที่พวกเขายืด (การเพิ่มปริมาณของบอลลูน) เพื่อให้ความดันภายในบอลลูนเป็นเช่นเดียวกับความดันภายนอก แม้ว่าอนุภาคกำลังจะย้ายได้เร็วขึ้นพวกเขาจะต้องย้ายพื้นที่มากขึ้นและดังนั้นจึงไม่ชนกันบ่อยขึ้น. 3 การเพิ่มขึ้นของวีพีลดลงบอลลูนเช่นเดียวกับครั้งสุดท้ายที่ยกเว้นให้อุณหภูมิคงที่ หากคุณก็สามารถดึงผนังเพื่อเพิ่มปริมาณอนุภาคจะมีพื้นที่มากขึ้นในการที่จะย้าย แต่ไม่ได้รับการเคลื่อนย้ายใด ๆ ได้เร็วขึ้น นี้จะลดแรงโดยรวมของการชนกันและ thusly ลดความดันได้. 4 เพิ่มขึ้น n พีเพิ่มขึ้นพิจารณาภาชนะที่มีผนังแข็งที่เต็มไปด้วยอากาศ ถ้าอากาศมากขึ้นจะสูบในภาชนะ (จำนวนโมลเพิ่มขึ้น) แล้วระยะห่างระหว่างอนุภาคลดลง (อนุภาคมากขึ้นต่อปริมาตร) ซึ่งหมายความว่าอนุภาคที่วิ่งเข้ามาในแต่ละอื่น ๆ และผนังบ่อยขึ้นและเพิ่มความดัน. 5 n เพิ่มขึ้นลดลง T พิจารณาแข็งภาชนะเดียวกันเต็มไปด้วยอากาศ เวลานี้อากาศมากขึ้นจะสูบเข้าไปในนั้น แต่คุณต้องการความดันจะเหมือนกัน ขณะนี้มีอนุภาคมากขึ้นที่จะชนกับแต่ละอื่น ๆ และผนังดังนั้นวิธีเดียวที่จะลดความถี่ของการชนเหล่านี้คือการทำให้อนุภาคเคลื่อนที่ช้าลง ในคำอื่น ๆ ลดอุณหภูมิ. 6 n เพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้น V พัดขึ้นบอลลูนเป็นตัวอย่างที่ดีในเรื่องนี้ คุณปั๊มอากาศมากขึ้นในบอลลูนเพื่อให้การเพิ่มขึ้นของ n ผนังของบอลลูนยืดเพื่อให้ความดันคงที่และอุณหภูมิของบอลลูนอยู่เหมือนกัน (ถ้าคุณมีลมหายใจร้อนมาก) อนุภาคที่จำเป็นต้องใช้พื้นที่มากขึ้นในขณะนี้ว่ามีมากขึ้นของพวกเขาและให้บอลลูนนี้โดยการเพิ่มปริมาณของมัน. ฉันหวังว่าคำอธิบายนี้ช่วยเลยและไม่ได้พูดมากเกินไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนโมลและโมเลกุลและอุณหภูมิและความดันและปริมาตรจัดขึ้นคงที่ ?
ใครสามารถอธิบายให้ฉันแนวคิดในแง่ของสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลและทำไมความสัมพันธ์นี้เข้าท่า
3
ฟิสิกส์ด้วยคำตอบคำตอบที่ดีที่สุด
ครั้งแรกของทั้งหมด จะมี 6.02x10
23 ของทุกสาย ไม่ว่าใด ๆอื่น ๆเงื่อนไขนี้เป็นวิธีการที่ไฝจะกำหนด

ยัง ความสัมพันธ์เหล่านี้เป็นเพียงส่วนใหญ่จริง พวกเขาจะเป็นจริงอย่างสมบูรณ์ ถ้าคุณจัดการกับแก๊สอุดมคติซึ่งไม่มีอยู่จริง แก๊สอุดมคติ หมายถึง ก๊าซที่
1 แต่ละอนุภาคในแก๊สที่มีปริมาตรของศูนย์
2 ไม่มี์แรงระหว่างอนุภาคของแก๊ส
3การชนของอนุภาคก๊าซมีความยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์

ยิ่งเหมาะก๊าซ ยิ่งเป็นดังนี้ความสัมพันธ์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่นฮีเลียมเป็นก๊าซที่ดีมาก " อุดมคติ " เพราะขนาดของอนุภาคของสารประกอบเชิงซ้อนและต่ำกองกำลัง

แก๊สอุดมคติกฎหมายสามารถเขียนเป็นนี้ :
PV = NRT
ที่ p คือความดัน , V คือปริมาตร , n คือจำนวนโมล , R เป็นแก๊สอุดมคติ คงที่