7. Kaasun tilanmuutos vakiolämpötilassa

Question 1

Mitä tarkoittaa ideaalikaasu?

Answer 1

Ideaalikaasu on malli kaasusta, jossa oletetaan, että kaasu koostuu keskenään samanlaisista pistemäisistä rakenneosasista, jotka törmäilevät toisiinsa. Mallissa kaasumolekyylien törmäykset ovat kimmoisia, eli kaasun etenemiseen liittyvä liike-energia säilyy törmäyksissä. Mallissa kaasumolekyylit kulkevat tasaisella nopeudella suoraviivaisia ratoja ja niiden suunta vaihtuu ainoastaan törmäyksissä toisiinsa tai säiliön seiniin. Muita vuorovaikutuksia ei ole.
Mikään todellinen kaasu (reaalikaasu) ei täytä ideaalikaasun oletuksia tarkalleen. Todellisuudessa kaasumolekyyleillä on tilavuus, eivätkä niiden törmäykset ole aina kimmoisia. Törmäyksissä molekyylit saattavat alkaa pyöriä tai värähdellä. Reaalikaasussa on virtauksia ja molekyyleihin kohdistuvat sähköiset voimat ja painovoima voivat myös muuttaa niiden liikettä.
Mitä pienempi reaalikaasun paine on (mitä kauempana molekyylit toisistaan) ja toisaalta mitä korkeampi kaasun lämpötila on, sitä paremmin ideaalikaasumalli kuvaa kaasun käyttäytymistä.

Question 2

Mitä ovat kaasulait?

Answer 2

Kaasulait kertovat, miten tilanmuuttujat (lämpötila, paine, tilavuus ja ainemäärä) riippuvat toisistaan. Kaasulaeissa keskitytään yleensä paineen, lämpötilan ja tilavuuden välisiin yhteyksiin. Yksi näistä suureista valitaan vakioksi, jolloin pystytään tutkimaan kahden muun suureen välistä yhteyttä.

Question 3

Mitä tarkoittaa isoterminen prosessi?

Answer 3

Isotermisessä prosessissa lämpötila pysyy vakiona, eli systeemin paine ja tilavuus muuttuvat.
Kun isotermistä prosessia kuvataan koordinaatistossa, saadaan käyrä, jota kutsutaan isotermiksi.

Question 4

Millainen riippuvuus paineen ja tilavuuden välillä on isotermisessä prosessissa?

Answer 4

Isotermisessä prosessissa paineen ja tilavuuden tulo pysyvät vakiona. Paine ja tilavuus ovat kääntäen verrannollisia.
pV = vakio