科學 / 氣體
理想氣體定律計算機(PV = nRT)
使用您現有的單位,透過PV = nRT求解壓力、體積、物質量或溫度,並以SI單位顯示計算過程。
理想氣體定律計算機(PV = nRT): 計算機會將每個數值轉換為SI單位(帕斯卡、立方公尺、莫耳、克耳文),使用R = 8.314462618 J/(mol·K)解出PV = nRT,再將答案轉換回您選擇的單位。自2019年SI固定阿伏加德羅常數和波茲曼常數後,R即為精確值;數值與SciPy的常數一致。 全程在瀏覽器中於本機執行,檔案不會上傳至伺服器。
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請填寫壓力、體積、物質的量和溫度中的三項,留空第四項。
V = nRT ÷ P = 1 × 8.314462618 × 273.15 ÷ 101,325
PV = nRT,其中R = 8.314462618 J/(mol·K);自SI在2019年重新定義後,這是其精確值。真實氣體在一般壓力和溫度下會密切遵循此定律,但在受到強力壓縮或接近凝結時會出現偏離。
實際計算範例
一個在25 °C、1 atm下的1公升瓶子,裝有n = PV ÷ RT = 101,325 × 0.001 ÷ (8.314 × 298.15) = 0.0409 mol的氣體。密封後加熱至50 °C,壓力會升至101,325 × 323.15 ÷ 298.15 = 109,821 Pa,約為1.08 atm。
其中包含的早期氣體定律
固定四個量中的兩個,PV = nRT就會變成其中一個經典定律:波以耳定律(固定溫度下P × V為常數)、查理定律(固定壓力下V ÷ T為常數)、蓋-呂薩克定律(固定體積下P ÷ T為常數),以及亞佛加厥定律(V ÷ n為常數)。
使用方式
- 填寫壓力、體積、莫耳數和溫度中的三項,並為每項選擇單位。
- 將您想求解的那一項留白。
- 查看以您所選單位顯示的答案,以及完整的公式計算過程。
隱私與限制
所有計算都在瀏覽器中完成。
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常見問題
一莫耳氣體可以填滿多少體積?
在0 °C和1 atm下為22.414 L,在25 °C和1 bar下為24.79 L。
為什麼溫度必須使用克耳文?
這個定律與絕對溫度成比例,而絕對溫度從絕對零度開始;計算機會為您轉換°C和°F。
理想氣體定律何時會失效?
在高壓和低溫下,分子彼此靠近並互相吸引時,理想氣體定律會失效;此時使用van der Waals等真實氣體方程式會更準確。
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