กฎของแก๊สอุดมคติ (Ideal Gas Laws) เป็นกฎที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิของแก๊สอุดมคติ กฎของแก๊สอุดมคติมี 4 ข้อ ดังนี้
- กฎของบอยล์ (Boyle’s Law) ระบุว่า ความดันและปริมาตรของแก๊สอุดมคติจะมีความสัมพันธ์ผกผันกัน เมื่ออุณหภูมิคงที่
1 | PV = k |
โดยที่
- P คือ ความดันของแก๊ส (Pa)
- V คือ ปริมาตรของแก๊ส (m³)
- k คือ ค่าคงที่
- กฎของชาร์ลส์ (Charles’s Law) ระบุว่า ปริมาตรและอุณหภูมิของแก๊สอุดมคติจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกัน เมื่อความดันคงที่
1 | V/T = k |
โดยที่
- V คือ ปริมาตรของแก๊ส (m³)
- T คือ อุณหภูมิของแก๊ส (K)
- k คือ ค่าคงที่
- กฎของก๊าซรวม (Combined Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์และกฎของชาร์ลส์เข้าด้วยกัน
1 | (P1 * V1) / T1 = (P2 * V2) / T2 |
โดยที่
- P1 คือ ความดันของแก๊สในสถานะแรก (Pa)
- V1 คือ ปริมาตรของแก๊สในสถานะแรก (m³)
- T1 คือ อุณหภูมิของแก๊สในสถานะแรก (K)
- P2 คือ ความดันของแก๊สในสถานะที่สอง (Pa)
- V2 คือ ปริมาตรของแก๊สในสถานะที่สอง (m³)
- T2 คือ อุณหภูมิของแก๊สในสถานะที่สอง (K)
- กฎของอาโวกาโดร (Avogadro’s Law) ระบุว่า ภายใต้สภาวะเดียวกัน จำนวนโมลของแก๊สจะแปรผันโดยตรงกับปริมาตรของแก๊ส
1 | V / n = k |
โดยที่
- V คือ ปริมาตรของแก๊ส (m³)
- n คือ จำนวนโมลของแก๊ส (mol)
- k คือ ค่าคงที่
กฎของแก๊สอุดมคติเป็นกฎที่สำคัญอย่างยิ่งในการอธิบายพฤติกรรมของแก๊สอุดมคติ กฎของแก๊สอุดมคติถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างหลากหลายในชีวิตประจำวัน เช่น การคำนวณความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิของแก๊สในภาชนะ การคำนวณพลังงานของแก๊ส เป็นต้น
ข้อควรระวัง
กฎของแก๊สอุดมคติเป็นแบบจำลองที่เรียบง่ายเกินไป จึงไม่สามารถใช้อธิบายพฤติกรรมของแก๊สทุกชนิดได้ แก๊สจริงจะมีคุณสมบัติแตกต่างจากแก๊สอุดมคติในบางประการ เช่น แก๊สจริงมีแรงดึงดูดระหว่างกัน ทำให้ความดันของแก๊สจริงจะต่ำกว่าความดันของแก๊สอุดมคติในปริมาตรเดียวกันที่อุณหภูมิเท่ากัน