Een container met een volume van 14 L bevat een gas met een temperatuur van 160 ^ o K. Wat moet het volume van de container zijn als de temperatuur van het gas verandert zonder te veranderen in druk tot 80 ^ o K?

Antwoord:

# 7 text {L} #

Uitleg:

Ervan uitgaande dat het gas ideaal is, kan dit op een paar verschillende manieren worden berekend. De gecombineerde gaswet is meer geschikt dan de ideale gaswet, en algemener (dus bekend zijn zal je in toekomstige problemen vaker ten goede komen) dan de wet van Charles, dus ik zal hem gebruiken.

# frac {P_1 V_1} {T_1} = frac {P_2 V_2} {T_2} #

Herschikken voor # V_2 #

# V_2 = frac {P_1 V_1} {T_1} frac {T_2} {P_2} #

Herschikken om proportionele variabelen voor de hand te houden

# V_2 = frac {P_1} {P_2} frac {T_2} {T_1} V_1 #

Druk is constant, dus wat het ook is, het zal door zichzelf gedeeld worden #1#. Vervang in waarden voor temperatuur en volume.

# V_2 = (1) (frac {80} {160}) (14) #

Makkelijker maken

# V_2 = frac {14} {2} #

Eindig met dezelfde eenheden waarmee je bent begonnen

# V_2 = 7 text {L} #

Dit antwoord is intuïtief zinvol. Als de druk constant is, zou het verlagen van de temperatuur het volume moeten verlagen, omdat minder energetische deeltjes een kleinere hoeveelheid ruimte in beslag nemen.

Let daar op # Text {L} # is geen SI-eenheid, dus zou het gewoonlijk een slechte gewoonte zijn om deze niet om te zetten naar # Text {m} ^ 3 # voordat je er berekeningen mee maakt. Als ik had geprobeerd het volume in liters te gebruiken om de druk te berekenen, bijvoorbeeld, zouden de eenheden voor druk die eruit zouden voortvloeien niet-standaard zijn en zou de waarde moeilijk met alles te vergelijken zijn.

Het werkte hier omdat deze vergelijking gebaseerd was op hoe alle dezelfde variabelen varieerden ten opzichte van elkaar, en ik begon met volume in een niet-standaard eenheid en eindigde met volume een niet-standaard eenheid.