Tabla de Contenidos
ก๊าซจริงคือก๊าซที่เบี่ยงเบนไปจากกฎของก๊าซในอุดมคติ แก๊สในอุดมคติคือแก๊สตามทฤษฎี ซึ่งพฤติกรรมเป็นไปตามกฎบางอย่าง
กฎของแก๊สในอุดมคติ
กฎหมายที่ควบคุมพฤติกรรมของก๊าซในอุดมคติคือ:
PV = nRT
ที่ไหน:
P = ความดัน
V = ปริมาณ
n = จำนวนโมลของแก๊ส
R = ค่าคงที่ของแก๊ส
T = อุณหภูมิสัมบูรณ์
กฎของแก๊สในอุดมคติใช้ได้กับแก๊สในอุดมคติทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงเอกลักษณ์ทางเคมีของแก๊สนั้น แต่สมการนี้ซึ่งเป็นสมการของรัฐจะใช้เงื่อนไขบางอย่างเท่านั้น อนุมานว่าอนุภาคเข้าร่วมเป็นการชนกันแบบยืดหยุ่นที่สมบูรณ์แบบ โดยไม่มีปริมาตรและไม่มีปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน ยกเว้นเมื่อเกิดการชนกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แก๊สมีพฤติกรรมตามทฤษฎีจลน์ของโมเลกุลของแก๊ส
ความคล้ายคลึงกันระหว่างก๊าซจริงและก๊าซในอุดมคติ
- ทั้งก๊าซจริงและก๊าซในอุดมคติมีมวล
- ก๊าซมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลวหรือของแข็งมาก อนุภาคของก๊าซ ทั้งที่เป็นของจริงและในอุดมคตินั้นอยู่ห่างกันมาก
- เนื่องจากพวกมันเบาบางมาก ขนาดและปริมาตรของอนุภาคก๊าซจึงเล็กมากเมื่อเทียบกับระยะห่างระหว่างอนุภาค
- อนุภาคของแก๊สทั้งสองมีพลังงานจลน์ อนุภาคแก๊สเคลื่อนที่แบบสุ่ม แต่จริง ๆ แล้วเป็นเส้นตรงระหว่างการชนกัน
พฤติกรรมของก๊าซจริง
ก๊าซจริงคือก๊าซซึ่งไม่ทำตัวเหมือนก๊าซในอุดมคติ เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล กฎของแก๊สในอุดมคติตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าแก๊สประกอบด้วยมวลจุดที่เกิดการชนกัน ด้วยวิธีนี้ ก๊าซที่เกิดขึ้นจริงจะเบี่ยงเบนไปจากสมมติฐานเหล่านั้นที่อุณหภูมิต่ำหรือความดันสูง
- เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ปริมาตรของก๊าซจะเข้าใกล้ศูนย์ นั่นคือจะลดลง ไม่ถึงศูนย์เพราะยังมีโมเลกุลที่ครอบครองพื้นที่หนึ่ง
- แรงระหว่างโมเลกุลที่มีอยู่ระหว่างก๊าซจะมีค่ามากขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในลักษณะนี้จะช้าลงจนกระทั่งหยุดนิ่ง
ดังนั้น หากเราปรับเปลี่ยนเงื่อนไขเหล่านี้ ก๊าซจริงสามารถประพฤติตัวเหมือนก๊าซในอุดมคติภายใต้เงื่อนไขสองประการ:
- ความกดอากาศต่ำ: ก๊าซจำนวนมากอยู่ที่ความกดอากาศต่ำ
- อุณหภูมิที่สูงขึ้น: ในก๊าซ อุณหภูมิที่สูงขึ้นถือเป็นอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิการกลายเป็นไอ ดังนั้นแม้ที่อุณหภูมิห้องก็เพียงพอแล้วที่จะให้พลังงานจลน์แก่ก๊าซจริงที่ทำให้พวกมันทำตัวเหมือนก๊าซในอุดมคติ
สมการก๊าซจริง
แก๊สในอุดมคติมักจะเป็นไปตามสมการ PV = nRT โดยที่ P คือความดันในบรรยากาศ V คือปริมาตรเป็นลิตร n คือจำนวนโมล R คือค่าคงที่ของแก๊สในอุดมคติที่แสดงในหน่วย SI เป็น 0.082 L atm/mol K และ T คืออุณหภูมิที่วัดเป็นองศาเคลวิน
สำหรับก๊าซจริง ต้องทำการเปลี่ยนแปลงสองครั้งโดยการเพิ่มค่าคงที่สำหรับความดันและการลบด้วยค่าคงที่ที่แตกต่างกันสำหรับปริมาตร สมการใหม่มีดังนี้:
(P + an 2 )(V-nb) = nRT
โดยที่ “a” คือค่าคงที่ของแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของก๊าซที่กำหนด และ “b” คือปริมาตรของโมเลกุลเหล่านั้นภายในภาชนะ นอกจากนี้ควรสังเกตจากสมการข้างต้นว่าได้รับ “n” (โมล) เพิ่มเติมเนื่องจาก “a” และ “b” เป็นค่าสำหรับโมลเดี่ยวของก๊าซนั้น
นั่นคือเหตุผลที่คุณต้องคูณค่าคงที่ด้วยจำนวนโมลทั้งหมดเพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้อง นอกจากนี้ค่าคงที่ของก๊าซแต่ละชนิดยังแตกต่างกันเนื่องจากแต่ละก๊าซมีคุณสมบัติต่างกัน
สมการของแก๊สจริงเรียกว่าสมการแวนเดอร์วาลส์ สิ่งสำคัญที่นี่คือคุณต้องรู้ค่าของค่าคงที่ “a” และ “b” ซึ่งโชคดีที่พร้อมใช้งานและสามารถค้นหาได้
แหล่งที่มา
เฮลเมนสตีน เอ. (2021). ก๊าซจริงกับก๊าซในอุดมคติ สืบค้นเมื่อ 14 กุมภาพันธ์ 2565 จากhttps://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/
แก๊สจริง (2556). สืบค้นเมื่อ 30 พฤษภาคม 2021 จากhttps://cutt.ly/onsPSqr
