Idealgaslagen — PV = nRT
Idealgaslagen kopplar samman gas-tryck (P), volym (V), substansmängd (n) och temperatur (T). Den gäller bra för vanliga gaser vid måttliga tryck och temperaturer.
Räkna ut (lämna ett fält tomt)
Konstanten R
Allmänna gaskonstanten R = 8,314 J/(mol·K). Andra användbara former:
- R = 0,08314 (L · bar) / (mol · K)
- R = 8,314 (L · kPa) / (mol · K)
- R = 0,0821 (L · atm) / (mol · K)
Standardförhållanden
| System | Tryck | Temperatur | Molvolym |
|---|---|---|---|
| STP (IUPAC före 1982) | 101,325 kPa | 0 °C | 22,414 L |
| STP (IUPAC 1982+) | 100 kPa | 0 °C | 22,711 L |
| NTP | 101,325 kPa | 20 °C | 24,055 L |
| SATP | 100 kPa | 25 °C | 24,789 L |
Vad säger lagen?
- P (tryck) ökar om V minskar vid konstant T och n (Boyle-Mariottes lag)
- V ökar med T vid konstant tryck (Charles' lag)
- P ökar med T vid konstant volym (Gay-Lussacs lag)
- V proportionellt mot n vid konstanta P och T (Avogadros lag)
Praktiska exempel
- Bilreifenstryck: trycket ökar när däcken värms vid körning
- Heliumballong: helium har låg molmassa (4 g/mol) → låg densitet → ballongen flyger
- Kokande vatten: ångtryck ökar med temperatur — vid 100 °C lika med atmosfären
- Berg: bergsklättrare måste anpassa sig till lägre tryck → lägre syrepartialtryck
- Andning: diafragman ändrar bröstkorgsvolymen → ändrat tryck → in/ut-luft
När gäller inte lagen?
- Vid mycket högt tryck (> 100 atm) — molekylerna har egen volym
- Vid mycket låg temperatur (nära kondensation) — molekyler attraherar varandra
- För polära gaser (vattenånga) — extra elektriska krafter
För mer noggrannhet används van der Waals ekvation: (P + a · n²/V²) · (V − nb) = nRT.
Molmassa och densitet
Densiteten för en gas: ρ = PM / (RT), där M är molmassan i kg/mol.
| Gas | Molmassa | Densitet vid STP |
|---|---|---|
| Helium (He) | 4 g/mol | 0,18 g/L |
| Vätgas (H₂) | 2 g/mol | 0,09 g/L |
| Luft (genomsnitt) | 29 g/mol | 1,29 g/L |
| Koldioxid (CO₂) | 44 g/mol | 1,96 g/L |
| Argon (Ar) | 40 g/mol | 1,78 g/L |
Vanliga frågor
Vilken formel ligger bakom räkningen?
Den klassiska fysikformeln visas under räknaren tillsammans med en förklaring av variablerna. Räkningen följer samma definitioner som används i Skolverkets kursplaner för fysik 1 och 2.
Tar räknaren hänsyn till luftmotstånd, friktion eller andra verkliga effekter?
Nej, räknaren använder idealiserade formler (vakuum, friktionsfritt). I verkligheten kan resultatet skilja sig, särskilt vid höga hastigheter eller låga densiteter. Praktiska tumregler visas i förklaringen.
Vilka enheter används?
SI-enheter används som standard (meter, sekund, kilogram, newton). Räknaren visar ofta också omvandlingar till vardagsenheter (km/h, kalorier, etc.) där det är användbart.
Kan räknaren användas i fysikuppgifter och labb?
Ja — räknaren bygger på samma formler som kursplanerna. Den ersätter inte själva beräkningsstegen som ska visas i en labbrapport, men kan användas för att verifiera ett resultat.