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科學

理想氣體定律(PV = nRT)計算機

理想氣體定律 PV = nRT 將壓力 P、體積 V、物量 n 同絕對溫度 T 連繫起嚟,係化學、物理同工程嘅基礎方程式。揀任何一個未知變量、輸入其餘三項並選擇單位,工具會自動換算到 SI 單位再求解,所以 atm、L、mol、°C 可以隨意混用。

壓力

已知

體積

即時計算

物質量

已知

溫度

已知

公式

PV = nRT

通用氣體常數 R = 8.314462618 J/(mol·K)(CODATA 2018)。所有運算內部以 SI 單位(Pa、m³、mol、K)執行。

公式

PV = nRT │ R = 8.314462618 J/(mol·K)(CODATA 2018) │ T 必須用絕對溫度(K);°C 與 °F 會自動加 273.15 / 換算。

常見問題

應該用邊個 R 值?

工具一律用 SI 嘅 R = 8.314 462 618 J/(mol·K)(CODATA 2018),先將你輸入嘅壓力/體積/溫度換成 Pa/m³/K 再代入,所以你揀邊個單位都唔會影響答案。手算時為咗方便,化學書常用 R = 0.082 057 L·atm/(mol·K)(要求 P 用 atm、V 用 L)或 R = 62.363 6 L·mmHg/(mol·K)。如果你想自己驗算,記住 R 數值會跟單位一齊變。

STP 嘅摩爾體積究竟係 22.4 L 定 22.7 L?

兩個都啱,分別只係 STP 點樣定義。舊定義(IUPAC 1982 前、好多舊版化學書)係 T = 273.15 K、P = 1 atm = 101 325 Pa,每摩爾理想氣體佔 22.414 L。新定義(IUPAC 1982 之後)改成 P = 1 bar = 100 000 Pa,每摩爾佔 22.711 L。如果題目寫「STP」但無講壓力,先確認用嘅版本。NTP(normal temperature and pressure,20 °C、1 atm)下大約係 24.055 L/mol。

幾時唔可以用 PV = nRT?

當粒子體積或粒子之間嘅作用力不可忽略時,理想氣體假設就失效。實際指引:壓力 > ~10 atm、或者溫度接近沸點(例如室溫下嘅水蒸氣、CO₂、丙烷)嘅時候,要用 van der Waals「(P + a·(n/V)²)(V − nb) = nRT」或更精確嘅 Redlich-Kwong、Peng-Robinson 方程式。要量化偏差可以計壓縮因子 Z = PV/(nRT):理想時 Z = 1,偏差代表非理想程度。

可以用嚟計組合定律(合併氣體定律)嗎?

可以間接計。合併氣體定律「P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂」適用於物質量 n 不變嘅情況。做法:先用工具喺狀態 1 求出 n(揀「求 n」,輸入 P₁、V₁、T₁),然後喺狀態 2 用同一個 n 加任何兩個已知量求出未知嗰個。記住溫度一定要用絕對溫度 K,唔可以用 °C 直接代入比例。

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