Газ — это просто дисперсный образец вещества, который является жидким и свободно расширяется, занимая доступное пространство. Однако определенное количество молекул газа занимает определенный объем при определенной температуре и давлении. Мы можем описать поведение газа при этих параметрах, используя закон идеального газа, который использует универсальную газовую постоянную R, чтобы связать все эти переменные.
Универсальная газовая постоянная равна 8,314 джоулей на моль Кельвина. Это уравнение позволяет нам понять соотношения состояний в газообразной системе. Например, в системе с постоянной температурой и давлением мы знаем, что добавление большего количества молей газа приводит к увеличению объема. Точно так же мы можем посмотреть на систему постоянной температуры и молей и увидеть, что уменьшение объема приводит к увеличению давления.
Одна из проблем заключается в том, что закон идеального газа описывает поведение газов идеально. Так что же мы имеем в виду? Идеальное поведение предполагает, что, во-первых, сами молекулы бесконечно малы и по существу не имеют объема, а расстояние между молекулами значительно больше, чем размер отдельной молекулы.
Во-вторых, мы предполагаем, что м