Gaz ideal versus gaz real
Gazul este una dintre stările în care există materia. Are proprietăți contradictorii față de solide și lichide. Gazele nu au o ordine și ocupă orice spațiu dat. Comportamentul lor este foarte afectat de variabile precum temperatura, presiunea etc.
Ce este gazul ideal?
Gazul ideal este un concept teoretic, pe care îl folosim în scopul studiului nostru. Pentru ca un gaz să fie ideal, ar trebui să aibă următoarele caracteristici. Dacă unul dintre acestea lipsește, atunci gazul nu este considerat gaz ideal.
• Forțele intermoleculare dintre moleculele de gaz sunt neglijabile.
• Moleculele de gaz sunt considerate particule punctiforme. Prin urmare, în comparație cu spațiul în care ocupă moleculele de gaz, volumele moleculelor sunt nesemnificative.
Moleculele în mod normal gazoase umplu orice spațiu dat. Prin urmare, atunci când un spațiu mare este ocupat de aer, molecula de gaz în sine este foarte mică în comparație cu spațiul. Prin urmare, asumarea moleculelor de gaz ca particule punctiforme este corectă într-o oarecare măsură. Cu toate acestea, există unele molecule de gaz cu un volum considerabil. Ignorarea volumului dă erori în aceste cazuri. Conform primei ipoteze, trebuie să considerăm că nu există nicio interacțiune intermoleculară între moleculele gazoase. Cu toate acestea, în realitate, există interacțiuni cel puțin slabe între aceștia. Însă, moleculele gazoase se mișcă rapid și aleatoriu. Prin urmare, ei nu au timp suficient pentru a face interacțiuni intermoleculare cu alte molecule. Prin urmare, când privim în acest unghi, este oarecum valid să acceptăm și prima presupunere. Deși spunem că gazele ideale sunt teoretice, nu putem spune că sunt 100% adevărate. Există unele ocazii în care gazele acționează ca gaze ideale. Un gaz ideal este caracterizat de trei variabile, presiunea, volumul și temperatura. Următoarea ecuație definește gazele ideale.
PV=nRT=NkT
P=presiune absolută
V=volum
n=numărul de alunițe
N=numărul de molecule
R=constanta universală de gaz
T=temperatura absolută
K=constanta Boltzmann
Deși există limitări, determinăm comportamentul gazelor folosind ecuația de mai sus.
Ce este gazul real?
Când una dintre cele două sau ambele ipoteze de mai sus este invalidă, acele gaze sunt cunoscute ca gaze reale. De fapt, întâlnim gaze reale în mediul natural. Un gaz real variază de la starea ideală la presiuni foarte mari. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când se aplică o presiune foarte mare, volumul în care este umplut gazul devine foarte mic. Apoi, în comparație cu spațiul, nu putem ignora dimensiunea moleculei. În plus, gazele ideale ajung la starea reală la temperaturi foarte scăzute. La temperaturi scăzute, energia cinetică a moleculelor gazoase este foarte scăzută. Prin urmare, se mișcă încet. Din acest motiv, va exista o interacțiune intermoleculară între moleculele de gaz, pe care nu o putem ignora. Pentru gazele reale, nu putem folosi ecuația gazului ideal de mai sus, deoarece acestea se comportă diferit. Există ecuații mai complicate pentru calculele gazelor reale.
Care este diferența dintre gazele ideale și cele reale?
• Gazele ideale nu au forțe intermoleculare, iar moleculele de gaz sunt considerate particule punctiforme. În contrast, moleculele de gaz reale au o dimensiune și un volum. În plus, au forțe intermoleculare.
• Gazele ideale nu pot fi găsite în realitate. Dar gazele se comportă în acest fel la anumite temperaturi și presiuni.
• Gazele tind să se comporte ca gaze reale la presiuni ridicate și temperaturi scăzute. Gazele reale se comportă ca gaze ideale la presiuni scăzute și temperaturi ridicate.
• Gazele ideale pot fi legate de ecuația PV=nRT=NkT, în timp ce gazele reale nu pot. Pentru determinarea gazelor reale, există ecuații mult mai complicate.
