Diferența dintre gazul real și cel ideal

Principala diferență - Real vs. Ideal Gas

Un gaz este un tip de stare fizică în care poate exista materia. Când particulele sau moleculele unui compus sunt libere să se deplaseze oriunde în interiorul unui container, acest compus este numit gaz. Starea gazoasă este diferită de alte două stări fizice (stare solidă și lichidă) în funcție de modul în care particulele sau moleculele sunt ambalate. Un gaz real este un compus gazos care există cu adevărat. Un gaz ideal este un compus gazos care nu există în realitate, ci este un gaz ipotetic. Cu toate acestea, unii compuși gazoși prezintă un comportament aproximativ similar cu cel al gazelor ideale la o temperatură și presiune specifice. Prin urmare, putem aplica legi gaze pentru acele tipuri de gaze reale presupunând că acestea sunt gaze ideale. Chiar dacă sunt furnizate condițiile adecvate, un gaz real nu poate deveni 100% aproape de comportamentul unui gaz ideal datorită diferențelor dintre gazul real și cel ideal. Principala diferență dintre gazul real și un gaz ideal este asta moleculele reale de gaz au forțe intermoleculare, în timp ce un gaz ideal nu are forțe intermoleculare.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este un gaz real
     - Definiție, proprietăți specifice
2. Ce este un gaz ideal
     - Definiție, proprietăți specifice
3. Care este diferența dintre gazul real și cel ideal
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: gaz, gaze ideale, legi gaze, forțe intermoleculare, gaz real

Ce este un gaz real

Un gaz real este un compus gazos care există cu adevărat în mediul înconjurător. Aceste gaze reale sunt compuse din diferiți atomi sau molecule numite particule. Aceste particule de gaz sunt în mișcare constantă. O particulă de gaz are un volum și o masă specifică. Prin urmare, un gaz are un volum definit și o masă. Volumul unui gaz este considerat drept volumul recipientului în care este păstrat gazul.

Unele gaze reale sunt compuse din atomi. De exemplu, gazul de heliu este compus din atomi de heliu. Dar alte gaze sunt compuse din molecule. De exemplu, gazul de azot este compus din N₂ molecule. Prin urmare, aceste gaze au o masă și un volum.

Mai mult, moleculele reale de gaze au atracții intermoleculare între ele. Aceste forțe de atracție se numesc interacțiuni Van Der Waal. Aceste forțe de atracție sunt slabe. Coliziunea dintre moleculele reale de gaze este neelastică. Aceasta înseamnă că atunci când două particule reale de gaz coloidă unul cu altul, se poate observa o schimbare a energiei particulei și o schimbare în direcția mișcării sale.

Cu toate acestea, unele gaze reale se pot comporta ca gaze ideale în condiții de presiune scăzută și temperaturi înalte. La temperaturi ridicate, energia cinetică a moleculelor de gaze este crescută. De aceea, mișcarea moleculelor de gaze accelerează. Acest lucru duce la interacțiuni intermoleculare mai puțin sau deloc între moleculele de gaze reale.

Prin urmare, la presiuni scăzute și condiții de temperatură înaltă, putem aplica legile privind gazele pentru gaze reale. De exemplu, la presiune scăzută și la temperaturi ridicate;

PV / nRT ≈ 1

Unde P este presiunea gazului,

               V este volumul gazului,

               n este numărul de moli de gaz,

               R este constanta gazului constant și

               T este temperatura sistemului.

Această valoare se numește factor de compresibilitate. Este o valoare care este folosită ca factor de corecție pentru abaterea unei proprietăți a unui gaz real dintr-un gaz ideal. Dar pentru gazele reale PV ≠ nRT.

Figura 1: Factor de compresibilitate pentru diferite gaze în raport cu cel al unui gaz ideal

Deși valoarea PV / nRT nu este exact egală cu 1, este o valoare aproximativ egală la condiții de presiune joasă și temperatură înaltă.

Ce este un gaz ideal

Un gaz ideal este un gaz ipotetic care nu există într-adevăr în mediul înconjurător. Conceptul de gaz ideal a fost introdus, deoarece comportamentul gazelor reale este complicat și diferit de celălalt, iar comportamentul unui gaz real poate fi descris cu privire la proprietățile unui gaz ideal.

Gazele ideale sunt compuși gazoși care sunt compuși din molecule foarte mici, care au un volum neglijabil și o masă. După cum știm deja, toate gazele reale sunt compuse din atomi sau molecule care au un volum definit și o masă. Coliziunea dintre moleculele de gaze ideale este elastică. Aceasta înseamnă că nu există schimbări în energia cinetică sau în direcția mișcării particulei de gaz.

Nu există forțe de atracție între particulele de gaze ideale. Prin urmare, particulele se mișcă aici și acolo liber. Cu toate acestea, gazele ideale pot deveni gaze reale la presiuni ridicate și la temperaturi scăzute, deoarece particulele de gaz se apropie una de alta cu o energie cinetică redusă care va duce la formarea forțelor intermoleculare.

Figura 2: Comportamentul gazului ideal în ceea ce privește gazul He și gazul de CO2

Un gaz ideal se supune tuturor legilor privind gazele, fără presupuneri. Valoarea pentru PV / nRT pentru un gaz ideal este egală cu 1. Prin urmare, valoarea pentru PV este egală cu valoarea pentru nRT. Dacă această valoare (factor de compresibilitate) este egală cu 1 pentru un anumit gaz, atunci acesta este un gaz ideal.  

Diferența dintre gazul real și cel ideal

Definiție

Real Gas: Un gaz real este un compus gazos care există cu adevărat în mediul înconjurător.

Gazul ideal: Un gaz ideal este un gaz ipotetic care nu există într-adevăr în mediul înconjurător.

Atracții intermoleculare

Real Gas: Există forțe de atracție intermoleculare între particulele reale de gaze.

Gazul ideal: Nu există forțe de atracție intermoleculare între particulele de gaz ideale.

Particule de gaz

Real Gas: Particulele dintr-un gaz real au un volum definit și o masă.

Gazul ideal: Particulele dintr-un gaz ideal nu au un volum definit și o masă.

coliziuni

Real Gas: Coliziunea dintre moleculele reale de gaze este neelastică.

Gazul ideal: Coliziuni între moleculele de gaze ideale sunt elastice.

Energie kinetică

Real Gas: Energia cinetică a particulelor reale de gaz se schimbă cu coliziuni.

Gazul ideal: Energia cinetică a particulelor de gaze ideale este constantă.

Schimbarea statului

Real Gas: Un gaz real se poate comporta ca un gaz ideal la presiune scăzută și condiții de temperatură ridicată.

Gazul ideal: Un gaz ideal se poate comporta ca un gaz real la presiuni înalte și condiții de temperatură scăzută.

Concluzie

Gazele reale sunt compuși gazoși care există într-adevăr în mediul înconjurător. Dar gazele ideale sunt gaze ipotetice care nu există într-adevăr. Aceste gaze ideale pot fi utilizate pentru a înțelege comportamentul gazelor reale. Atunci când se aplică o lege privind gazul pentru un gaz real, putem presupune că gazele reale se comportă ca gaze ideale la presiuni scăzute și condiții de temperatură ridicată. Dar modul corect este de a utiliza factori de corecție pentru calcule, mai degrabă decât să presupunem. Factorii de corecție se obțin prin determinarea diferenței dintre gazul real și cel ideal.

Referințe:

1. "Gazele reale". LibreTexts, Libretexts, 1 Feb. 2016, disponibil aici. Accesat la 6 septembrie 2017.
2. "Factorul de compresibilitate" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 11 august 2017, Disponibil aici. Accesat la 6 septembrie 2017.
3. "Gazul ideal" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 30 august 2017, disponibil aici. Accesat la 6 septembrie 2017.

Datorită fotografiei:

1. "Factor Z vs" De Antoni Salvà - Activitate proprie (CC BY-SA 4.0) prin Wikimedia Commons