14. The ideal gas law and kinetic theory
§14.1 Molecular mass, the mole and Avogadro’s number
- De massa per mol (𝑔/𝑚𝑜𝑙) van een bepaalde stof heeft dezelfde waarde als de
atoommassa/molecuulmassa van de stof (in 𝑢).
1 𝑢 = 1,6605 ∙ 10−27 𝑘𝑔
Getal van Avogadro: Het aantal koolstofdeeltjes-12 in 12 gram koolstof. 𝑁𝐴 = 6,022 ∙ 1023 𝑚𝑜𝑙 −1
𝑁
𝑛 = 𝑁 met 𝑛 = 𝑎𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙 en 𝑁 = 𝑎𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑒𝑛
𝐴
𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒 ∙𝑁 𝑚
𝑛=𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑙
𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒∙𝑁𝐴
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒 = 𝑁𝐴
§14.2 The ideal gas law
Ideaal gas: Gas met een lage dichtheid. De moleculen van het gas zijn zo ver uit elkaar dat ze geen
interactie aan gaan. Relatie tussen druk, temperatuur (in Kelvin), volume en het aantal mol.
Ideale gaswet: 𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 met 𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐾
- 𝑃 evenredig met 𝑇
- 𝑃 evenredig met 𝑛
- 𝑃 evenredig met 1/𝑉
𝑅
Constante van Boltzmann: 𝑁 = 𝑘 geeft door substitutie in de ideale gaswet 𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑁 ∙ 𝑘 ∙ 𝑇 (𝑃 ∙
𝐴
𝑅
𝑉=𝑁∙ 𝑁𝐴
∙ 𝑇)
STP: Standaard temperatuur en druk. Volume van een gas is 22,4 liter, de temperatuur is 273 K en de
druk is een atmosfeer.
Wet van Boyle: 𝑃𝒊 ∙ 𝑉𝑖 = 𝑃𝑓 ∙ 𝑉𝑓
Isotherm: Een grafiek van druk en volume met een constante temperatuur.
𝑉 𝑉𝑓
Wet van Charles: 𝑇𝑖 = 𝑇
𝑖 𝑓
§14.3 Kinetic theory of gases
- De druk die ontstaat wordt uitgeoefend door moleculen op de wanden van het voorwerp.
- Door de vele botsingen ontstaan er vele deeltjes met verschillende richtingen en bewegingen
er ontstaan deeltjes met elk een andere snelheid.
Maxwell verdeling: Curve van de snelheden van de verschillende deeltjes.
- Bij een hoge temperatuur zal v zich over de grafiek verspreiden en neemt 𝑣𝑟𝑚𝑠 toe.
§14.1 Molecular mass, the mole and Avogadro’s number
- De massa per mol (𝑔/𝑚𝑜𝑙) van een bepaalde stof heeft dezelfde waarde als de
atoommassa/molecuulmassa van de stof (in 𝑢).
1 𝑢 = 1,6605 ∙ 10−27 𝑘𝑔
Getal van Avogadro: Het aantal koolstofdeeltjes-12 in 12 gram koolstof. 𝑁𝐴 = 6,022 ∙ 1023 𝑚𝑜𝑙 −1
𝑁
𝑛 = 𝑁 met 𝑛 = 𝑎𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙 en 𝑁 = 𝑎𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑒𝑛
𝐴
𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒 ∙𝑁 𝑚
𝑛=𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑙
𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒∙𝑁𝐴
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒 = 𝑁𝐴
§14.2 The ideal gas law
Ideaal gas: Gas met een lage dichtheid. De moleculen van het gas zijn zo ver uit elkaar dat ze geen
interactie aan gaan. Relatie tussen druk, temperatuur (in Kelvin), volume en het aantal mol.
Ideale gaswet: 𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 met 𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐾
- 𝑃 evenredig met 𝑇
- 𝑃 evenredig met 𝑛
- 𝑃 evenredig met 1/𝑉
𝑅
Constante van Boltzmann: 𝑁 = 𝑘 geeft door substitutie in de ideale gaswet 𝑃 ∙ 𝑉 = 𝑁 ∙ 𝑘 ∙ 𝑇 (𝑃 ∙
𝐴
𝑅
𝑉=𝑁∙ 𝑁𝐴
∙ 𝑇)
STP: Standaard temperatuur en druk. Volume van een gas is 22,4 liter, de temperatuur is 273 K en de
druk is een atmosfeer.
Wet van Boyle: 𝑃𝒊 ∙ 𝑉𝑖 = 𝑃𝑓 ∙ 𝑉𝑓
Isotherm: Een grafiek van druk en volume met een constante temperatuur.
𝑉 𝑉𝑓
Wet van Charles: 𝑇𝑖 = 𝑇
𝑖 𝑓
§14.3 Kinetic theory of gases
- De druk die ontstaat wordt uitgeoefend door moleculen op de wanden van het voorwerp.
- Door de vele botsingen ontstaan er vele deeltjes met verschillende richtingen en bewegingen
er ontstaan deeltjes met elk een andere snelheid.
Maxwell verdeling: Curve van de snelheden van de verschillende deeltjes.
- Bij een hoge temperatuur zal v zich over de grafiek verspreiden en neemt 𝑣𝑟𝑚𝑠 toe.