Tabla de Contenidos
Un gaz real este unul care se abate de la comportamentul așa-numitei legi a gazelor ideale. Gazul ideal este un gaz teoretic, al cărui comportament urmează o anumită lege.
Legea gazelor ideale
Legea care guvernează comportamentul gazelor ideale este:
PV = nRT
Unde:
P = presiune
V = volum
n = numărul de moli de gaz
R = constanta gazului
T = temperatura absolută
Legea gazelor ideale funcționează pentru toate gazele ideale, indiferent de identitatea lor chimică. Dar această ecuație, care este o ecuație de stare, aplică doar anumite condiții. Se presupune că particulele participă ca ciocniri elastice perfecte, fără volum și nu interacționează între ele decât atunci când se ciocnesc. Cu alte cuvinte, gazul se comportă conform teoriei cinetice moleculare a gazelor.
Asemănări între gazele reale și cele ideale
- Atât gazele reale, cât și cele ideale au masă.
- Gazele sunt mult mai puțin dense decât lichidele sau solidele. Particulele de gaze, atât reale, cât și ideale, sunt foarte departe unele de altele.
- Deoarece sunt foarte rare, dimensiunea și volumul particulelor de gaz sunt foarte mici, în comparație cu distanța dintre particule.
- Particulele ambelor gaze au energie cinetică. Particulele de gaz se mișcă aleatoriu, dar practic în linie dreaptă între ciocniri.
Comportamentul gazelor reale
Un gaz real este un gaz care, din cauza interacțiunilor intermoleculare, nu se comportă ca un gaz ideal. Legea gazelor ideale se bazează pe presupunerea că gazele sunt alcătuite din mase punctiforme care suferă coliziuni. În acest fel, gazele reale se abat de la acele ipoteze la temperaturi scăzute sau presiuni ridicate.
- Pe măsură ce presiunea crește, volumul gazului se apropie de zero, adică scade. Nu ajunge la zero, pentru că încă mai sunt molecule care ocupă un anumit spațiu.
- Forțele intermoleculare care există între gaze sunt mai mari pe măsură ce temperaturile sunt scăzute, deoarece mișcarea moleculară în acest aspect încetinește până se oprește.
Prin urmare, dacă modificăm aceste condiții, gazul real se poate comporta ca un gaz ideal, în două condiții:
- Presiune joasă: multe gaze sunt la presiuni scăzute.
- Temperaturi ridicate: in gaze se considera temperaturi ridicate cele care depasesc temperatura de vaporizare. Deci, chiar și la temperatura camerei este suficient pentru a oferi gazelor reale energia cinetică care le face să acționeze ca niște gaze ideale.
Ecuația gazelor reale
Gazul ideal urmează de obicei ecuația PV = nRT, unde P este presiunea în atmosfere, V este volumul în litri, n este numărul de moli, R este constanta gazului ideal exprimată în unități SI ca 0,082 L. atm/mol K, iar T este temperatura măsurată în grade Kelvin.
Pentru gazele reale trebuie introduse două modificări prin adăugarea unei constante pentru presiune și scăderea unei constante diferite pentru volum. Noua ecuație este ca:
(P + an2 ) (V-nb) = nRT
Unde „a” este constanta de atracție dintre moleculele unui anumit gaz, iar „b” este volumul acelor molecule din interiorul recipientului. De asemenea, trebuie remarcat din ecuația de mai sus că sunt date „n” (moli) suplimentare, deoarece „a” și „b” sunt valori pentru un singur mol din acel gaz.
De aceea trebuie să înmulțiți valoarea constantelor cu numărul total de moli pentru a obține valoarea corectă. De asemenea, valorile constantelor sunt diferite pentru fiecare gaz, deoarece fiecare dintre ele are proprietăți diferite.
Ecuația reală a gazelor se numește ecuația Van der Waals. Lucrul important aici este că trebuie să cunoașteți și valorile constantelor „a” și „b”, care, din fericire, sunt ușor disponibile și căutate.
Surse
Helmenstine, A. (2021). Gaz real versus gaz ideal. Preluat la 14 februarie 2022, de la https://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/
Gaz real. (2013). Preluat la 30 mai 2021, de pe https://cutt.ly/onsPSqr
