Różnica między gazem idealnym a gazem rzeczywistym

Ideal Gas vs Real Gas
 

Gaz jest jednym ze stanów, w których materia istnieje. Ma sprzeczne właściwości z ciałami stałymi i cieczami. Gazy nie mają rozkazu i zajmują dowolne miejsce. Na ich zachowanie duży wpływ mają zmienne takie jak temperatura, ciśnienie itp.

Co to jest gaz idealny?

Gaz idealny jest koncepcją teoretyczną, której używamy do naszych celów badawczych. Aby gaz był idealny, powinny mieć następujące cechy. Jeśli brakuje jednego z nich, gazu nie uważa się za gaz idealny.

• Siły między cząsteczkami między cząsteczkami gazu są znikome.

• Cząsteczki gazu są uważane za cząstki punktowe. Dlatego w porównaniu z przestrzenią, w której zajmują się cząsteczki gazu, ich objętość jest nieznaczna.

Zwykle cząsteczki gazowe wypełniają dowolną przestrzeń. Dlatego gdy powietrze zajmuje dużą przestrzeń, sama cząsteczka gazu jest bardzo mała w porównaniu z przestrzenią. Dlatego też przyjęcie cząsteczek gazu jako cząstek punktowych jest do pewnego stopnia poprawne. Istnieją jednak cząsteczki gazu o znacznej objętości. Zignorowanie wolumenu powoduje błędy w tych przypadkach. Zgodnie z pierwszym założeniem musimy wziąć pod uwagę, że nie ma interakcji między cząsteczkami między cząsteczkami gazowymi. Jednak w rzeczywistości istnieją co najmniej słabe interakcje między nimi. Ale cząsteczki gazowe poruszają się szybko i losowo. Dlatego nie mają czasu na interakcje między cząsteczkami z innymi cząsteczkami. Dlatego, patrząc pod tym kątem, w pewnym sensie uzasadnione jest również przyjęcie pierwszego założenia. Chociaż mówimy, że gazy idealne są teoretyczne, nie możemy powiedzieć, że jest w 100% prawdziwe. W niektórych przypadkach gazy działają jak gazy idealne. Idealny gaz charakteryzuje się trzema zmiennymi, ciśnieniem, objętością i temperaturą. Poniższe równanie definiuje gazy idealne.

PV = nRT = NkT

P = ciśnienie bezwzględne

V = objętość

n = liczba moli

N = liczba cząsteczek

R = uniwersalna stała gazu

T = temperatura bezwzględna

K = stała Boltzmanna

Chociaż istnieją ograniczenia, określamy zachowanie gazów za pomocą powyższego równania.

Co to jest Real Gas?

Gdy jedno z dwóch lub obu powyższych założeń jest nieprawidłowe, gazy te są znane jako gazy rzeczywiste. W rzeczywistości spotykamy prawdziwe gazy w środowisku naturalnym. Prawdziwy gaz różni się od idealnego stanu przy bardzo wysokich ciśnieniach. Wynika to z tego, że przy zastosowaniu bardzo wysokiego ciśnienia objętość, w której wypełniony jest gaz, staje się bardzo mniejsza. W porównaniu z przestrzenią nie możemy zignorować wielkości cząsteczki. Ponadto idealne gazy dochodzą do stanu rzeczywistego w bardzo niskich temperaturach. W niskich temperaturach energia kinetyczna cząsteczek gazowych jest bardzo niska. Dlatego poruszają się powoli. Z tego powodu zachodzi interakcja między cząsteczkami między cząsteczkami gazu, której nie możemy zignorować. W przypadku gazów rzeczywistych nie możemy zastosować powyższego równania gazu doskonałego, ponieważ zachowują się inaczej. Istnieją bardziej skomplikowane równania do obliczania rzeczywistych gazów.

Jaka jest różnica między gazami idealnymi a rzeczywistymi? • Gazy idealne nie mają sił międzycząsteczkowych, a cząsteczki gazu traktowane są jako cząstki punktowe. Natomiast rzeczywiste cząsteczki gazu mają rozmiar i objętość. Ponadto mają siły międzycząsteczkowe. • W rzeczywistości nie można znaleźć idealnych gazów. Ale gazy zachowują się w ten sposób w określonych temperaturach i ciśnieniach. • Gazy mają tendencję do zachowywania się jak gazy rzeczywiste przy wysokich ciśnieniach i niskich temperaturach. Gazy rzeczywiste zachowują się jak gazy idealne przy niskich ciśnieniach i wysokich temperaturach. • Gazy idealne można powiązać z równaniem PV = nRT = NkT, podczas gdy gazy rzeczywiste nie. Do określenia rzeczywistych gazów istnieją znacznie bardziej skomplikowane równania.