Tabla de Contenidos
Истински газ е този, който се отклонява от поведението на така наречения закон за идеалния газ. Идеалният газ е теоретичен газ, чието поведение следва определен закон.
Законът за идеалния газ
Законът, който управлява поведението на идеалните газове е:
PV = nRT
Където:
P = налягане
V = обем
n = брой молове газ
R = газова константа
T = абсолютна температура
Законът за идеалния газ работи за всички идеални газове, независимо от тяхната химическа идентичност. Но това уравнение, което е уравнение на състоянието, прилага само определени условия. Предполага се, че частиците участват като перфектни еластични сблъсъци, без обем и не взаимодействат една с друга, освен когато се сблъскат. С други думи, газът се държи според кинетичната молекулярна теория на газовете.
Прилики между реални и идеални газове
- Както реалните, така и идеалните газове имат маса.
- Газовете са много по-малко плътни от течностите или твърдите вещества. Частиците на газовете, както реални, така и идеални, са много далеч една от друга.
- Тъй като те са много редки, размерът и обемът на газовите частици са много малки в сравнение с разстоянието между частиците.
- Частиците и на двата газа имат кинетична енергия. Частиците газ се движат произволно, но практически по права линия между сблъсъци.
Поведение на реалните газове
Реалният газ е газ, който поради междумолекулни взаимодействия не се държи като идеален газ. Законът за идеалния газ се основава на предположенията, че газовете са съставени от точкови маси, които изпитват сблъсъци. По този начин действителните газове се отклоняват от тези предположения при ниски температури или високи налягания.
- С увеличаване на налягането обемът на газа се доближава до нула, тоест намалява. Не достига нула, защото все още има молекули, които заемат определено пространство.
- Междумолекулните сили, които съществуват между газовете, са по-големи с понижаване на температурите, тъй като движението на молекулите в този аспект се забавя, докато спре.
Следователно, ако променим тези условия, реалният газ може да се държи като идеален газ при две условия:
- Ниско налягане: Много газове са при ниско налягане.
- Повишени температури: в газовете се считат за повишени температури, които надвишават температурата на изпаряване. Така че дори при стайна температура е достатъчно да даде на реалните газове кинетичната енергия, която ги кара да действат като идеални газове.
Уравнение на реалния газ
Идеалният газ обикновено следва уравнението PV = nRT, където P е налягането в атмосфери, V е обемът в литри, n е броят молове, R е идеалната газова константа, изразена в SI единици като 0,082 L. atm/mol K, а T е температурата, измерена в градуси Келвин.
За реални газове трябва да се въведат две промени чрез добавяне на константа за налягане и изваждане на различна константа за обем. Новото уравнение е както следва:
(P + an 2 )(V-nb) = nRT
Където „a“ е константата на привличане между молекулите на даден газ, а „b“ е обемът на тези молекули вътре в контейнера. Трябва също да се отбележи от горното уравнение, че са дадени допълнителни „n“ (молове), тъй като „a“ и „b“ са стойности за един мол от този газ.
Ето защо трябва да умножите стойността на константите по общия брой молове, за да получите правилната стойност. Освен това стойностите на константите са различни за всеки газ, тъй като всеки от тях има различни свойства.
Уравнението на реалния газ се нарича уравнение на Ван дер Ваалс. Важното тук е, че трябва да знаете и стойностите на константите „a“ и „b“, които за щастие са лесно достъпни и могат да се търсят.
Източници
Хелменстин, А. (2021). Реален газ срещу идеален газ. Изтеглено на 14 февруари 2022 г. от https://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/
Истински газ. (2013). Извлечено на 30 май 2021 г. от https://cutt.ly/onsPSqr
