360. Kaasuvakion määritys
Isokoorista tilanmuutosta tutkittiin vesihauteessa olevan suljetun lasipullon avulla. Vesihauteen lämpötilaa ja pullon sisäistä painetta mitattiin. Pullon tilavuus oli 120 ml, ja sen sisältämän ilman ainemääräksi määritettiin 0,00458 mol. Mittaustulokset ovat aineistossa.
Aineisto
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.ods (LibreCalc)
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.cap (Capstone)
- Esitä mittaustulokset graafisesti lämpötila–paine-koordinaatistossa.
- Sovita pistejoukkoon suora ja määritä sen kulmakerroin.
- Määritä kulmakertoimen avulla moolinen kaasuvakio [[$R$]].
Ratkaisu:
a. Sijoitetaan mittaustulokset lämpötila-paine-koordinaatistoon.

b. Sovitetaan pistejoukkoon suora ja määritetään sen kulmakerroin.

Suoran kulmakerroin on noin [[$ 0{,}264 \dfrac{\text{kPa}}{\text{K}} $]].
c. Kirjataan lähtöarvot [[$ V=120 \cdot 10^{-6} \text{ m}^3, \ n=0{,}00458 \text{ mol} $]].
Suoran kulmakertoimeksi saatiin [[$ \dfrac{\Delta p}{\Delta T}=0{,}2637 \text{ kPa/K}=263{,}7 \text{ Pa/K} $]].
Ratkaistaan suoran fysikaalisesta kulmakertoimesta moolisen kaasuvakion suuruus ideaalikaasun tilanyhtälön avulla.
[[$ \begin{align}
pV&=nRT \\
\dfrac{p}{T}&=\dfrac{n}{V}\cdot R
\end{align} $]]
Sijoitetaan tunnetut suureet ja lasketaan moolisen kaasuvakion suuruus.
[[$ \begin{align}
\dfrac{\Delta p}{\Delta T}&=\dfrac{n}{V}\cdot R \\
R&=\dfrac{V}{n} \cdot \dfrac{\Delta p}{\Delta T} \\
R&=\dfrac{0{,}120 \cdot 10^{-3} \text{ m}^3}{0{,}00458 \text{ mol}}\cdot 263{,}7 \text{ Pa/K} \\
R& \approx 6{,}909 \ldots \dfrac{\text{ Pa}\cdot\text{ m}^3 }{\text{ K} \cdot \text{ mol}} \\
\end{align} $]]
Vastaus: Mittaustuloksen perusteella moolinen kaasuvakio on noin 6,91 [[$ \frac{ \text{ Pa}\cdot \text{ m}^3}{\text{ K} \cdot \text{ mol}} $]]