UnitConv

Лаборатория идеального газа

Скачущие молекулы, настоящая физика: давление возникает из ударов о стенки, а P·V = n·R·T выполняется в реальном времени.

Это настоящая молекулярная динамика — никакого имитированного давления. Частицы летают и упруго отскакивают от стенок, а давление измеряется по импульсу, который они передают стенкам (оно совпадает с теоретическим N·k_B·T/A). Нагрейте газ, чтобы молекулы стали быстрее, перетащите поршень, чтобы изменить объём, добавьте частицы и смотрите, как P·V = n·R·T остаётся в равновесии при R = 8,314 Дж/(моль·К).

Уравнение состояния идеального газа · PV = nRT
P·V=92 кПа×27.0 л=2494 Дж
n·R·T=1.00 моль×8.314×300 К=2494 Дж
Газовая постоянная: R = 8.314 Дж/(моль·К)
частиц: 120 · Температура: 300 К
Объём

Пресеты

Показания

Температура300 К27 °C
Объём27.0 лA = 54.0 m²
Количество вещества1.00 мольN = 120 частиц
Измеренное давление
0.0 кПаТеория (PV=nRT): 92.4 кПа
Средняя скорость0.00 м/с½m⟨v²⟩ ∝ T

Формулы и источники

P·V = n·R·T (R = 8.314 J/mol·K)

P from wall-collision impulse (measured)

½m⟨v²⟩ ∝ T (kinetic theory)

Boyle P∝1/V · Charles V∝T · Gay-Lussac P∝T

The units and constants behind this gas

pV = nRT carries four units at once — pascal, litre, kelvin and mole. Since 2019 the gas constant R is not measured at all: it is the product of two numbers the SI fixes by definition.

What you are changing

Where R comes from

  • R = 8.314462618 J mol⁻¹ K⁻¹
    Molar gas constant · exact, because R = N_A · k_B and both of those are fixed by definition
  • N_A = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹
    Avogadro constant · defines the mole — one mole is this many particles, by definition
  • k_B = 1.380649 × 10⁻²³ J K⁻¹
    Boltzmann constant · defines the kelvin — it turns a temperature into an energy per particle

How much room one mole of any ideal gas takes up

ConditionTemperaturePressureMolar volume
IUPAC standard (0 °C, 100 kPa)273.15 K100 kPa22.711 L/mol
0 °C at one atmosphere273.15 K101.325 kPa22.414 L/mol
Room temperature (25 °C)298.15 K101.325 kPa24.465 L/mol
Boiling water (100 °C)373.15 K101.325 kPa30.620 L/mol

Computed live as V/n = R·T/p, using the exact molar gas constant from our constants page. The answer does not depend on which gas it is — that is what makes it ideal.

R stopped being a measured number in 2019

The 2019 SI redefinition fixed the Boltzmann constant (which defines the kelvin) and the Avogadro constant (which defines the mole). The gas constant is their product, R = N_A · k_B, so it inherited their exactness — 8.314 462 618… J mol⁻¹ K⁻¹, with no uncertainty left to measure.

See the seven defining constants →

Исследовать