Бесплатные калькуляторы
⌕ Поиск

Примеры запросов: процентыипотекаплощадьВсе калькуляторы бесплатны

ХИМИЯ · ОНЛАЙН

Давление идеального газа по pV = nRT

Калькулятор находит давление идеального газа по уравнению Клапейрона — Менделеева. Нужно указать количество вещества в молях, абсолютную температуру в кельвинах и объём сосуда в литрах; результат выводится в килопаскалях и легко пересчитывается в бары, атмосферы и миллиметры ртутного столба.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Число молей газа в сосуде; для массы используйте n = m / M.
Абсолютная температура в кельвинах: T = t(°C) + 273,15.
Объём, который занимает газ, в литрах.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Идеальный газ

Давление, кПа101,326672

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Уравнение идеального газа; применимо только при условиях модели.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Давление идеального газа: формула pV = nRT, единицы измерения и числовые примеры

Уравнение состояния идеального газа связывает давление, объём, температуру и количество вещества одним простым соотношением. С его помощью можно оценить давление газа в баллоне, колбе или реакторе, если известно, сколько молей газа там находится и при какой температуре.

Этот калькулятор решает задачу в самой частой постановке: даны количество вещества, абсолютная температура и объём в литрах, а давление выводится в килопаскалях. Ниже разобраны формула, перевод единиц, числовые примеры и условия, при которых идеальное приближение перестаёт работать.

Формула и её физический смысл

Уравнение Клапейрона — Менделеева записывается как pV = nRT. Отсюда давление равно p = nRT/V, где n — количество вещества в молях, T — абсолютная температура в кельвинах, V — объём, а R ≈ 8,314 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная. Она равна произведению постоянной Больцмана на число Авогадро.

Если подставлять объём в литрах, а R в джоулях, то результат автоматически получается в килопаскалях: один джоуль на литр равен одному килопаскалю. Поэтому в калькуляторе не нужно переводить литры в кубометры и умножать результат на тысячу, достаточно ввести объём в литрах.

Температура, объём и единицы давления

Температура обязательно вводится в кельвинах: T = t + 273,15, где t — температура в градусах Цельсия. Комнатные 25 °C соответствуют 298,15 К, а температура кипения воды при нормальном давлении, 100 °C, — 373,15 К. Значение в градусах Цельсия даст неверный результат, а нулевая абсолютная температура физически недостижима.

Результат в килопаскалях легко пересчитать: 100 кПа равны 1 бару, а 101,325 кПа равны одной физической атмосфере или 760 мм рт. ст. Давление 123,95 кПа из примера ниже составляет примерно 1,223 атм, или около 930 мм рт. ст.

Числовые примеры

Пусть в сосуде объёмом 50 л находятся 2 моль газа при 300 К. Тогда p = 2 · 8,314 · 300 / 50 ≈ 99,77 кПа, то есть чуть меньше нормального атмосферного давления. Если объём уменьшить вдвое, не меняя температуру, давление удвоится и составит около 199,5 кПа.

Классическая проверка: 1 моль газа при 273,15 К в объёме 22,414 л даёт 101,325 кПа, именно так получается молярный объём 22,4 л/моль при нормальных условиях. Для 0,5 моль при 298,15 К в сосуде на 10 л расчёт даёт около 123,95 кПа, а при нагреве того же газа до 373,15 К давление вырастет до 155,1 кПа.

Как найти количество вещества

Если известна масса газа, количество вещества находят делением массы на молярную массу: n = m/M. Например, 8 г кислорода O₂ с молярной массой 32 г/моль составляют 0,25 моль. В сосуде на 5 л при 300 К такое количество создаёт давление около 124,7 кПа.

Для смеси газов давление складывается из парциальных давлений компонентов, поэтому в калькулятор можно ввести суммарное число молей смеси. Если же часть газа растворяется в жидкости или вступает в реакцию, нужно брать только то количество, которое остаётся в газовой фазе в момент измерения.

Пределы применимости модели

Идеальный газ — это модель, в которой молекулы считаются точками без взаимодействия. Она хорошо описывает разреженные газы при умеренных давлениях и температурах, далёких от конденсации: воздух, гелий или азот при давлениях порядка атмосферного. Для газов под давлением в десятки атмосфер и паров вблизи точки кипения ошибка становится заметной.

В таких случаях применяют уравнения реальных газов, например уравнение Ван-дер-Ваальса с поправками на собственный объём молекул и их притяжение. Данный калькулятор их не использует и не проверяет, не находится ли вещество в жидком состоянии, поэтому для паров воды при 25 °C и больших плотностях результат не следует считать физически осмысленным.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

p = n · R · T / V, R ≈ 8,314 Дж/(моль·К)

Проверенные примеры

Газ в сосуде на 50 литров

В сосуде объёмом 50 л находятся 2 моль газа при 300 К. Каково давление?

p = 2 · 8,314 · 300 / 50 ≈ 99,77 кПа, то есть немного ниже нормального атмосферного давления.

Кислород в колбе

В колбе 5 л при 300 К находится 8 г кислорода O₂ (M = 32 г/моль). Найдите давление.

n = 8 / 32 = 0,25 моль. p = 0,25 · 8,314 · 300 / 5 ≈ 124,7 кПа, что примерно 1,23 атм.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Переведите массу газа в количество вещества n = m / M, если оно не задано.
  2. Введите температуру в кельвинах (градусы Цельсия плюс 273,15) и объём сосуда в литрах.
  3. Нажмите «Рассчитать» и при необходимости пересчитайте килопаскали в атмосферы или миллиметры ртутного столба.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему температуру нужно вводить в кельвинах?

Уравнение состояния газа связывает давление с абсолютной температурой. Температура по Цельсию может быть нулевой или отрицательной, а давление при этом не обращается в ноль, поэтому нужно прибавить 273,15 к значению в градусах Цельсия.

Как перевести килопаскали в атмосферы?

Разделите значение на 101,325. Давление 124,7 кПа соответствует примерно 1,23 атм. Для баров делите на 100, для миллиметров ртутного столба умножайте атмосферы на 760.

Подходит ли расчёт для смеси газов?

Да, если ввести суммарное количество вещества всех компонентов газовой фазы: общее давление равно сумме парциальных давлений. Растворённый в жидкости или связанный в реакции газ нужно исключить.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_050006/

Предварительный просмотр