Relatie tussen druk en temperatuur

De relatie tussen druk en temperatuur van een gas wordt aangegeven door de druktemperatuurwet van Gay-Lussac. Deze wet stelt dat de druk (P) van een vaste gasmassa die op een constant volume wordt gehouden, directioneel evenredig is met de Kelvin-temperatuur (T). Daarom, als de druk van een bepaald systeem omhoog gaat, gaat de temperatuur van dat systeem ook omhoog, en omgekeerd. Gaswetgeving beschrijft het gedrag van gassen met betrekking tot de druk, het volume, de temperatuur en de hoeveelheid. Gassen zijn een van de toestanden van de materie, ofwel erg dicht samengeperst of uitgebreid om een ​​grote ruimte te vullen.

Key Areas Covered

1. Wat is druk
     - Definitie, druk van een gas
2. Wat is temperatuur
     - Definitie, meting
3. Wat is de relatie tussen druk en temperatuur
     - De wet van Gay-Lussac

Sleutelbegrippen: Gas, Wet van Gay-Lussac, Kelvin, Druk, Temperatuur

Wat is druk

Druk is een continue fysieke kracht uitgeoefend op een voorwerp door iets dat ermee in aanraking komt. Het wordt berekend als de kracht per oppervlakte-eenheid. Wanneer een gesloten gaskamer omgeven door een vacuüm wordt overwogen, hangt de druk uitgeoefend door het gas op de wanden van de kamer af van drie factoren. Ze zijn de hoeveelheid gas in de kamer, het volume van de kamer en de temperatuur van het gas. Wanneer de andere parameters constant zijn, is de druk in de kamer rechtevenredig met de hoeveelheid gas in de kamer; het is omgekeerd evenredig met het volume van de kamer; het is recht evenredig met de temperatuur van het gas in de kamer. Druk is gedefinieerd in Figuur 1.

Figuur 1: Druk

De atmosferische druk wordt gecreëerd door het gewicht van de lucht boven ons. Op zeeniveau is het 10⁵ vader.

Wat is temperatuur

Temperatuur is de mate van warmte die aanwezig is in een stof of een voorwerp. Het geeft de interne energie weer die zich in een bepaald systeem bevindt. Temperatuur kan worden gemeten met een thermometer, die is gekalibreerd in verschillende meeteenheden. Celsius-schaal is de meest gebruikte schaal voor het meten van de temperatuur, die wordt aangegeven in ° C. De eenheid van temperatuur op basis van het internationale systeem van eenheden (SI) is de Kelvin (K). Een thermometer wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: Thermometer

Bij de koudste theoretische temperatuur, die het absolute nulpunt is, is de thermische beweging van deeltjes in een materie minimaal. Het absolute nulpunt is 0 K en het is -273,14 ° C.

Wat is de relatie tussen druk en temperatuur

De relatie tussen druk en temperatuur wordt beschreven met betrekking tot gassen. De wet van Gay-Lussac is de gaswet die de druk-temperatuurverhouding beschrijft. Het stelt dat bij een constant volume de druk van een bepaalde hoeveelheid van een bepaald gas rechtevenredig is met de Kelvin-temperatuur. Het kan worden geschreven als:

• P α T, of
• P / T = k waarbij k een constante is, of
• P₁/ T₁ = P₂/ T₂

Figuur 3: Relatie tussen druk en temperatuur

Wanneer de temperatuur van een bepaald systeem wordt verhoogd, bewegen de moleculen in het gas sneller, waardoor een grotere druk op de wand van de gascontainer wordt uitgeoefend. Dit verhoogt in termen de druk van het systeem. Als de temperatuur van het systeem afneemt, daalt de druk. Daarom is bij een constant volume de druk van een bepaald gas rechtevenredig met de temperatuur.

Conclusie

De druk van een bepaalde hoeveelheid gas is rechtevenredig met de temperatuur bij een bepaald volume. Wanneer de temperatuur van een systeem omhoog gaat, gaat de druk ook omhoog en omgekeerd. De relatie tussen druk en temperatuur van een gas wordt verklaard door de wet van Gay-Lussac.

Referentie:

1. "9.2 Druk, volume, hoeveelheid en temperatuur relateren: de ideale gaswet." Chemie, Beschikbaar Hier.

Afbeelding met dank aan:

1. "Pressure force area" door Klaus-Dieter Keller - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "1134182" (CC0) via Pixabay