Równanie stanu gazu doskonałego (często nazywane równaniem Clapeyrona) opisuje idealizowany model gazu, w którym cząsteczki nie oddziałują ze sobą poza sprężystymi zderzeniami, a ich objętość własna jest pomijalna. W takim modelu zachodzi zależność:
pV = nRT
- p – ciśnienie gazu,
- V – objętość zajmowana przez gaz,
- n – liczba moli gazu,
- T – temperatura bezwzględna (w kelwinach),
- R – uniwersalna stała gazowa.
Dlaczego poprawna jest odpowiedź pV=nRT? Ponieważ jest to standardowa, powszechnie stosowana postać równania łączącego wszystkie wskazane wielkości w jednym równaniu stanu. W praktyce pozwala np. przewidzieć, jak wzrośnie ciśnienie w zamkniętym zbiorniku, gdy wzrośnie temperatura (przy stałym V i n).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- pT=nRV – błędnie łączy ciśnienie z temperaturą po lewej stronie; w równaniu stanu iloczynem po stronie lewej jest pV, a nie pT.
- pR=nTV – stała R nie jest wielkością zmienną zależną od stanu gazu, więc nie powinna występować w roli "czynnika stanu" po lewej stronie; dodatkowo forma nie odpowiada znanej relacji pV z praw gazowych.
- Pn=VTR – miesza zapis (wielka litera P) i zestawia wielkości w niepoprawnej konfiguracji; liczba moli n nie tworzy z ciśnieniem standardowego iloczynu opisującego stan gazu.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli masz wątpliwości, sprawdź sens fizyczny – w równaniu gazu doskonałego po lewej stronie zawsze występuje ciśnienie razy objętość, a po prawej liczba moli razy stała gazowa razy temperatura.
