Skillnad mellan riktig och idealisk gas

Huvudskillnad - Real vs Ideal Gas

En gas är en typ av fysiskt tillstånd som materia kan existera i. När partiklarna eller molekylerna i en förening är fria att flytta var som helst inuti en behållare kallas denna förening en gas. Gasformen skiljer sig från andra två fysiska tillstånd (fast och flytande tillstånd) enligt hur partiklar eller molekyler är förpackade. En riktig gas är en gasformig förening som verkligen existerar. En idealisk gas är en gasformig förening som inte existerar i verkligheten men är en hypotetisk gas. Emellertid visar vissa gasformiga föreningar ungefär lika beteende som för ideala gaser vid specifika temperatur- och tryckbetingelser. Därför kan vi tillämpa gaslagar för den typen av reella gaser genom att anta att de är perfekta gaser. Trots att de korrekta förutsättningarna ges, kan en riktig gas inte bli 100% nära uppförandet av en idealisk gas på grund av skillnaderna mellan riktig och idealisk gas. Huvudskillnaden mellan riktig och idealisk gas är det verkliga gasmolekyler har intermolekylära krafter medan en idealisk gas inte har några intermolekylära krafter.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är en riktig gas
     - Definition, särskilda egenskaper
2. Vad är en idealisk gas
     - Definition, särskilda egenskaper
3. Vad är skillnaden mellan riktig och idealisk gas
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelvillkor: Gas, Idealisk Gas, Gaslagar, Intermolekylära Krafter, Verklig Gas

Vad är en riktig gas

En riktig gas är en gasformig förening som verkligen finns i miljön. Dessa verkliga gaser består av olika atomer eller molekyler som kallas partiklar. Dessa gaspartiklar är i konstant rörelse. En gaspartikel har en bestämd volym och massa. Därför har en gas en bestämd volym och en massa. Volymen av en gas betraktas som volymen av behållaren i vilken gasen hålls i.

Vissa reella gaser är sammansatta av atomer. Heliumgas är till exempel sammansatt av heliumatomer. Men andra gaser består av molekyler. Exempelvis består kvävegas av N₂ molekyler. Därför har dessa gaser en massa och en volym.

Dessutom har reella gasmolekyler intermolekylära attraktioner mellan dem. Dessa attraktionskrafter kallas Van Der Waal-interaktioner. Dessa attraktionskrafter är svaga. Kollisioner mellan reella gasmolekyler är icke-elastiska. Detta innebär att när två verkliga gaspartiklar är kolloid med varandra, en förändring i partikelens energi och en förändring i rörelsens riktning kan observeras.

Vissa verkliga gaser kan emellertid uppträda som idealiska gaser under lågt tryck och högtemperaturförhållanden. Vid höga temperaturer ökar den kinetiska energin hos gasmolekylerna. Därför påskyndar rörelsen av gasmolekyler. Detta leder till mindre eller ingen intermolekylära interaktioner mellan verkliga gasmolekyler.

Därför kan vi vid lågt tryck och höga temperaturer tillämpa gaslagar för verkliga gaser. Till exempel vid lågt tryck och hög temperatur;

PV / nRT ≈ 1

Där P är gasens tryck,

               V är gasens volym,

               n är antalet moler gas,

               R är den ideala gaskonstanten och

               T är systemets temperatur.

Detta värde heter kompressibilitetsfaktor. Det är ett värde som används som en korrigeringsfaktor för avvikelsen av en egenskap hos en riktig gas från en idealisk gas. Men för verkliga gaser PV ≠ nRT.

Figur 1: Kompressibilitetsfaktor för olika gaser i förhållande till den hos en idealisk gas

Även om värdet av PV / nRT inte är exakt lika med 1, är det ett ungefär lika värde vid lågt tryck och högtemperaturförhållanden.

Vad är en idealisk gas

En idealisk gas är en hypotetisk gas som inte existerar i miljön. Konceptet idealgas introducerades eftersom verkliga gasers beteende är komplicerade och olika från varandra, och beteendet hos en riktig gas kan beskrivas med avseende på egenskaperna hos en idealisk gas.

Idealiska gaser är gasformiga föreningar som består av mycket små molekyler som har en försumbar volym och en massa. Som vi redan vet är alla verkliga gaser sammansatta av atomer eller molekyler som har en bestämd volym och en massa. Kollisionerna mellan ideala gasmolekyler är elastiska. Det betyder att det inte finns några förändringar i den kinetiska energin eller gaspartikelns rörelseriktning.

Det finns ingen attraktionskraft mellan idealiska gaspartiklar. Därför flyttar partiklarna här och där fritt. Emellertid kan ideala gaser bli verkliga gaser vid höga tryck och låga temperaturer eftersom gaspartiklarna kommer nära varandra med minskad kinetisk energi som resulterar i bildandet av intermolekylära krafter.

Figur 2: Beteendegasens beteende i förhållande till He gas och CO2-gas

En idealisk gas följer alla gaslagar utan några antaganden. Värdet för PV / nRT för en idealisk gas är lika med 1. Därför är värdet för PV lika med värdet för nRT. Om detta värde (kompressibilitetsfaktor) är lika med 1 för en viss gas, är det en idealisk gas.  

Skillnad mellan riktig och idealisk gas

Definition

Real Gas: En riktig gas är en gasformig förening som verkligen finns i miljön.

Idealisk gas: En idealisk gas är en hypotetisk gas som inte existerar i miljön.

Intermolekylära attraktioner

Real Gas: Det finns intermolekylära attraktionskrafter mellan reella gaspartiklar.

Idealisk gas: Det finns inga intermolekylära attraktionskrafter mellan ideala gaspartiklar.

Gaspartikel

Real Gas: Partiklarna i en riktig gas har en bestämd volym och en massa.

Idealisk gas: Partiklarna i en idealisk gas har ingen bestämd volym och en massa.

kollisioner

Real Gas: Kollisioner mellan reella gasmolekyler är icke-elastiska.

Idealisk gas: Kollisioner mellan ideala gasmolekyler är elastiska.

Rörelseenergi

Real Gas: Den kinetiska energin hos reella gaspartiklar förändras med kollisioner.

Idealisk gas: Den ideala gaspartiklarnas kinetiska energi är konstant.

Ändring i staten

Real Gas: En riktig gas kan uppträda som en idealisk gas vid lågtrycks- och högtemperaturförhållanden.

Idealisk gas: En idealisk gas kan uppträda som en riktig gas vid höga tryck och låga temperaturförhållanden.

Slutsats

Verkliga gaser är gasformiga föreningar som verkligen existerar i miljön. Men idealiska gaser är hypotetiska gaser som inte existerar. Dessa idealiska gaser kan användas för att förstå verkliga gasers beteende. Vid tillämpning av en gaslag för en riktig gas kan vi anta att reella gaser beter sig som idealiska gaser vid lågt tryck och högtemperaturförhållanden. Men det korrekta sättet är att använda korrigeringsfaktorer för beräkningarna snarare än antagande. Korrigeringsfaktorerna erhålls genom att bestämma skillnaden mellan riktig och idealisk gas.

referenser:

1. "Real Gases." Kemi LibreTexts, Libretexts, 1 Feb. 2016, Tillgänglig här. Åtkomst 6 september 2017.
2. "Kompressibilitetsfaktor." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 Aug. 2017, Tillgänglig här. Åtkomst 6 september 2017.
3. "Ideal gas" Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 aug 2017, Tillgänglig här. Åtkomst 6 september 2017.

Image Courtesy:

1. "Factor Z vs" Av Antoni Salvà - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia