Hovedforskel - Real vs Ideal Gas

En gas er en type fysisk tilstand, som stof kan eksistere i. Når partiklerne eller molekylerne i en forbindelse frit kan bevæge sig overalt inde i en beholder, kaldes denne forbindelse en gas. Den gasformige tilstand er forskellig fra andre to fysiske tilstande (fast og flydende tilstand) alt efter måden, hvorpå partikler eller molekyler pakkes. En rigtig gas er en gasformig forbindelse, der virkelig eksisterer. En ideel gas er en gasformig forbindelse, der ikke eksisterer i virkeligheden, men er en hypotetisk gas. Nogle gasformige forbindelser viser imidlertid omtrent den samme adfærd som for ideelle gasser ved en bestemt temperatur og trykforhold. Derfor kan vi anvende gaslove for den slags rigtige gasser ved at antage, at det er ideelle gasser. Selvom de korrekte betingelser er tilvejebragt, kan en rigtig gas ikke blive 100% tæt på en idealgas adfærd på grund af forskellene mellem ægte og ideel gas. Hovedforskellen mellem ægte og en ideel gas er den rigtige gasmolekyler har intermolekylære kræfter, hvorimod en ideel gas ikke har nogen intermolekylære kræfter.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er en rigtig gas - Definition, specifikke egenskaber 2. Hvad er en ideel gas - Definition, specifikke egenskaber 3. Hvad er forskellen mellem ægte og ideel gas - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Gas, Idealgas, Gaslove, Intermolekylære kræfter, Realgas

Hvad er en rigtig gas

En rigtig gas er en gasformig forbindelse, der virkelig findes i miljøet. Disse rigtige gasser er sammensat af forskellige atomer eller molekyler, der kaldes partikler. Disse gaspartikler er i konstant bevægelse. En gaspartikel har et bestemt volumen og masse. Derfor har en gas et bestemt volumen og en masse. Mængden af ​​en gas betragtes som mængden af ​​beholderen, hvor gassen opbevares.

Nogle rigtige gasser består af atomer. For eksempel består Heliumgas af Heliumatomer. Men andre gasser er sammensat af molekyler. For eksempel består nitrogengas af N₂ molekyler. Derfor har disse gasser en masse og et volumen.

Desuden har ægte gasmolekyler intermolekylære attraktioner mellem sig. Disse tiltrækningskræfter kaldes Van Der Waal -interaktioner. Disse tiltrækningskræfter er svage. Kollisioner mellem rigtige gasmolekyler er ikke-elastiske. Dette betyder, at når to rigtige gaspartikler kolliderer med hinanden, kan der observeres en ændring i partikelens energi og en ændring i dens bevægelsesretning.

Nogle rigtige gasser kan imidlertid opføre sig som ideelle gasser under lavtryk og høje temperaturforhold. Ved høje temperaturer øges gasmolekylernes kinetiske energi. Derfor fremskyndes bevægelsen af ​​gasmolekyler. Dette resulterer i færre eller ingen intermolekylære interaktioner mellem virkelige gasmolekyler.

Derfor kan vi ved lavtryk og høje temperaturforhold anvende gaslove for rigtige gasser. For eksempel ved lavt tryk og høj temperatur;

PV / nRT ≈ 1

Hvor P er gasens tryk,

V er gasens volumen,

n er antallet af mol gas,

R er den ideelle gaskonstant og

T er systemets temperatur.

Denne værdi kaldes komprimerbarhedsfaktor. Det er en værdi, der bruges som en korrektionsfaktor for afvigelsen af ​​en egenskab af en ægte gas fra en ideel gas. Men for rigtige gasser PV ≠ nRT.

Figur 1: Kompressibilitetsfaktor for forskellige gasser i forhold til den for en ideel gas

Selvom værdien af ​​PV /nRT ikke ligefrem er lig med 1, er det en omtrent lige værdi ved lavtryk og høje temperaturforhold.

Hvad er en ideel gas

En ideel gas er en hypotetisk gas, der ikke rigtig findes i miljøet. Begrebet idealgas blev introduceret, da virkelige gassers adfærd er kompliceret og forskellig fra hinanden, og en rigtig gas adfærd kan beskrives med hensyn til egenskaberne for en idealgas.

Ideelle gasser er gasformige forbindelser, der består af meget små molekyler, der har et ubetydeligt volumen og en masse. Som vi allerede ved, er alle rigtige gasser sammensat af atomer eller molekyler, der har et bestemt volumen og en masse. Kollisionerne mellem ideelle gasmolekyler er elastiske. Dette betyder, at der ikke er ændringer i den kinetiske energi eller retningen af ​​gaspartikelens bevægelse.

Der er ingen attraktionskræfter mellem ideelle gaspartikler. Derfor bevæger partikler sig frit her og der. Imidlertid kan ideelle gasser blive virkelige gasser ved høje tryk og lave temperaturer, da gaspartiklerne kommer tæt på hinanden med en reduceret kinetisk energi, der vil resultere i dannelsen af ​​intermolekylære kræfter.

Figur 2: Ideal gasens adfærd med hensyn til He -gassen og CO2 -gassen

En ideel gas adlyder alle gaslovene uden forudsætninger. Værdien for PV /nRT for en ideel gas er lig med 1. Derfor er værdien for PV lig med værdien for nRT. Hvis denne værdi (komprimerbarhedsfaktor) er lig med 1 for en bestemt gas, så er det en ideel gas.

Forskellen mellem ægte og ideel gas

Definition

Ægte gas: En rigtig gas er en gasformig forbindelse, der virkelig findes i miljøet.

Ideel gas: En ideel gas er en hypotetisk gas, der ikke rigtig findes i miljøet.

Intermolekylære attraktioner

Ægte gas: Der er intermolekylære tiltrækningskræfter mellem virkelige gaspartikler.

Ideel gas: Der er ingen intermolekylære attraktionskræfter mellem ideelle gaspartikler.

Gaspartikel

Ægte gas: Partiklerne i en rigtig gas har et bestemt volumen og en masse.

Ideel gas: Partiklerne i en ideel gas har ikke et bestemt volumen og en masse.

Kollisioner

Ægte gas: Kollisioner mellem rigtige gasmolekyler er ikke-elastiske.

Ideel gas: Kollisioner mellem ideelle gasmolekyler er elastiske.

Kinetisk energi

Ægte gas: Den kinetiske energi af ægte gaspartikler ændres med kollisioner.

Ideel gas: Den kinetiske energi af ideelle gaspartikler er konstant.

Ændring i staten

Ægte gas: En rigtig gas kan opføre sig som en ideel gas ved lave tryk og høje temperaturforhold.

Ideel gas: En ideel gas kan opføre sig som en rigtig gas ved højt tryk og lave temperaturforhold.

Konklusion

Ægte gasser er gasformige forbindelser, der virkelig findes i miljøet. Men ideelle gasser er hypotetiske gasser, der ikke rigtig eksisterer. Disse ideelle gasser kan bruges til at forstå virkelige gassers adfærd. Når vi anvender en gaslov for en ægte gas, kan vi antage, at ægte gasser opfører sig som ideelle gasser ved lavt tryk og høje temperaturforhold. Men den nøjagtige måde er at bruge korrektionsfaktorer til beregningerne frem for at antage. Korrektionsfaktorerne opnås ved at bestemme forskellen mellem ægte og ideel gas.

Referencer:

1. “Rigtige gasser.” Kemi LibreTexts, Libretexts, 1. februar 2016, tilgængelig her. Adgang 6. september 2017. 2. "Kompressionsfaktor." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. august 2017, tilgængelig her. Adgang 6. september 2017. 3. “Ideel gas.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30. august 2017, tilgængelig her. Adgang 6. september 2017.

Billede høflighed:

1. "Factor Z vs" Af Antoni Salvà-Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia