Phương trình của khí lý tưởng

Phương trình trạng thái khí lý tưởng là một phương trình mô tả mối liên hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của một khối khí lý tưởng trong cân bằng nhiệt động học. Nó cũng được dùng để đơn giản hóa việc ước tính hành vi của khối khí trong các điều kiện khác nhau, mặc dù vẫn tồn tại một số hạn chế. Phương trình này được đầu tiên công bố bởi Benoit Clapeyron vào năm 1834, kết hợp các định luật Boyle, Charles và Avogadro.

$pV=nRT$

với

$p$ là áp suất của khối khí

$V$ là thể tích của khối khí

$n$ là số mol của khối khí

$R$ là hằng số khí

$T$ là nhiệt độ của khối khí

Trong hệ đo lường quốc tế, p được đo bằng pascal, V được đo bằng mét khối, T được đo bằng kelvin và n được đo bằng mol thì hằng số R là:

$8.314462\left[m^3\cdot <!--\; \cdot \; -->Pa\cdot <!--\; \cdot \; -->mo{l}^{-<!--\; -\; -->1}\cdot <!--\; \cdot \; -->K^{-<!--\; -\; -->1}\right]$

Trong hệ đo lường khác, giá trị của R cũng thường được sử dụng là $\frac{22.4}{273}\approx <!--\; \approx \; -->0.0821\left[l\cdot <!--\; \cdot \; -->atm\cdot <!--\; \cdot \; -->mo{l}^{-<!--\; -\; -->1}\cdot <!--\; \cdot \; -->K^{-<!--\; -\; -->1}\right]$.

Phương trình này chỉ áp dụng chính xác đối với các khí tiệm cận khí lý tưởng, như là các khí đơn nguyên tử, ở nhiệt độ cao và áp suất thấp. Phương trình này bỏ qua kích thước của các phân tử trong chất khí so với toàn bộ thể tích của chất khí và không tính đến sự tương tác giữa các phân tử ngoài sự tương tác va chạm đàn hồi ở khoảng cách cực nhỏ giữa chúng. Đối với các khí thực, phương trình trạng thái khác như phương trình Van der Waals có độ chính xác cao hơn.

• Phương trình trạng thái
• Khí lý tưởng