Avogadron laki sanoo:
Yhtä suuri ainemäärä mitä tahansa kaasua vie yhtä suuren tilavuuden samassa lämpötilassa ja paineessa.
Miksi sitten esimerkiksi tuvassa nukkujien hiilidioksidi painuu alas? Tai häkä takasta.
Vai tarkoittaako "yhtä suuri ainemäärä" jotain muuta kuin painoa.
Yhtä suuri ainemäärä mitä tahansa kaasua vie yhtä suuren tilavuuden samassa lämpötilassa ja paineessa.
Miksi sitten esimerkiksi tuvassa nukkujien hiilidioksidi painuu alas? Tai häkä takasta.
Vai tarkoittaako "yhtä suuri ainemäärä" jotain muuta kuin painoa.
Vastaukset 10
Vanhimmat
Ainemäärä tarkoitaa sitä, kuinka monta molekyyliä kyseessä on. 1 mol taisi olla jotain 6*10²³ kappaletta.
Ja yksi mooli ainetta painaa tietysti molekyylipaino kertaa hiukkasmäärä.
Eli esim. hiilidioksidimolekyyli CO2 painaa 12 2*16 g/mol ja happi O2 taas 2*16 g/mol
(luvut ulkomuistista, en ole noita tarvinnut vähään aikaan, joten voin muistaa väärin. Tuo on kuitenkin periaate)
Lisäksi noissa asioissa vaikuttaa lämpötila. Esimerkiksi hiilidioksidi on hiilidioksidijäästä tai pullosta vapautettuna kylmää ja siten entistäkin tiiviimpää, ja se valuu alaspäin jo siksi. Hiljalleen lämmetessään sen tiheys riittää pitämään kaasun alhaalla jonkinaikaa, jos ei ole pahemmin ilmavirtauksia.
Kiitos opista.
Miksiköhän molekyyli vie aina saman tilavuuden, oli se mitä ainetta tahansa, kunhan on kaasumuodossa (ja vakiolämpötilassa)?
Onko siis kaikilla aineilla kaasumuodossa sama tiheys(samassa lämpötilassa ja paineessa)?
Vastaus yhteen kysymykseen poikii monta uutta.
t.T.
Voin kertoa suureksi murheeksesi, että kaikki
molekyylit eivät sovi samaan tilavuuteen.
Ei myöskään kaikilla kaasuilla ole sama massa
tai tiheys samassa lämpötilassa.
Olisi hassua yrittää ilmaan ilmalaivalla, jossa
kaasu painaisi saman verran kuin ulkoilma.
Toisaalta kloori tai fosgeeni eivät kelpaisi
taistelukaasuiksi, jos ne noin voin katoaisivat
itse itseään komentaen.
Ideaalikaasun tilanyhtälöhän kuuluu pV=nRT, missä R on vakio ja n ainemäärä. Tuo pätee melko hyvin kaikille harvoille kaasuille riippumatta molekyylien painosta.
Kuten nimi kertoo, niin tuo yhtälö koskee tarkkaan vain ideaalisoitua kaasua, jossa oletetaan, että kaasulla ei ole sisäisiä vuorovaikutuksia. Oikeilla kaasuilla sisäiset vuorovaikutukset ovat yleensä pieniä silloin kun kaasu on riittävän harvaa. (ts lämpötila on rittävän korkea ja paine matala)
Mutta miksi näin on? Sitä en osaa kertoa. Itse kompastuin omiin käsityksiini, kun yritin johtaa tuota lakia. Eräissä muistiinpanoissa oli johdettu sellainen asia, että kaasun aiheuttama paine riippuu kaasuhiukkasten tiheydestä (kpl/tilavuus) ja niiden liikemäärästä, joka riippuu lämpötilasta. Mutta minua jäi vaivaamaan se, että eihän niiden hiukkasten liikemäärä pitäisi olla suoraanverrannollinen lämpötilaan, kun lämpötilan pitäisi olla suoraanverrannollinen hiukkasten liike-energiaan...
Jään odottelemaan, että palaset loksahtelevat kohdalleen, tai joku osaisi kertoa tuohon helpon selityksen...
Niin tietty. Kaasuhiukkasten törmäyksen aiheuttama impulssi riippuu kaasun liikemäärästä, mutta jos kaasuhiukkasia on yhtä tiheään laatikossa, niin törmäysten lukumäärä aikayksikköä kohden on verrannollinen nopeuteen. Joten kokonaisvoima laatikon seinä vasten (impulssien määrä aikayksikköä kohden) on vakio*N*v*p, missä p on liikemäärä, v on nopeus ja N hiukkasten lukumäärä laatikossa. Tuosta v*p=mv², joka selvästikin on verrannollinen hiukkasen liike-energiaan!
Näin saatiin tulos, jonka mukaan hiukkasten aiheuttama paine vakiotilavuudessa ja vakiohiukkasmäärällä on riippuvainen ainoastaan hiukkasten keskimääräisestä liike-energiasta, joka on lämpötilan määritelmän mukaan suoraanverrannollinen lämpötilaan.
Siinä siis syy Avogadron lakiin kaasuille, joilla ei ole suuremmin sisäisiä vuorovaikutuksia.
Ilmeisesti siis painavammalla kaasumolekyylillä on pienempi nopeus kuin kevyellä, samassa lämpötilassa. Asia on ilmeinen kun sen ensin joku osaa selittää.
Kiitos, vastoin sananlaskua, tuska väheni.
Minun tietääkseni hiilidioksidi ei pyri erottumaan ilmassa painovoiman vaikutuksesta ainakaan merkittävässä määrin. Jos hiilidioksidi painuisi alas, niin eikö se ilmakehässäkin painuisi alimmaksi, eli lähellä maan pintaa olisi kerros jossa olisi runsaasti / ainoastaan hiilidioksidia?
Kaiketi ei erotu jos on kaasut ovat jo sekaisin. Mutta uloshengityksen hiilidioksidipitoisempi ilma pysynee jonkin aikaa yhtenä joukkona, ja kerkeää valua lattialle ennekuin diffusioituu ylempiin ilmakerroksiin.
Veikkaisin näin.
Ei ilmassa oleva pieni määrä hiilidioksidia pääse juurikaan erottumaan, koska kaasuhiukkasten liike on hieman liian vilkasta siihen. (diffusio)
Mutta tilanteessa, jossa vaikkapa hiilidioksidipullosta vapautetaan tai hiilidioksidijäästä annetaan kaasuuntua hiilidioksidia, niin se tuppaa valumaan lattialle ja jos mahdollista niin esimerkiksi kellarikerrokseen. Jos vapautettava määrä on suuri, niin kellarissa voi olla aika epäterveellistä. Tuossa tietenkin edesauttaa laajenevan kaasun jäähtyminen.
Kyllä se sieltä ajanmittaan sekoittuu, mutta ennen sitä pysyy aika hyvin kerroksena, ja sekoittuminen tapahtuu melko nopeastikin, jos ilmaa sekoitetaan vaikkapa ikkunan avaamisella.