Forskjellen mellom ekte og ideell gass

Hovedforskjell - Real vs Ideal Gass

En gass er en type fysisk tilstand som materie kan eksistere i. Når partiklene eller molekylene av en forbindelse er fri til å bevege seg hvor som helst inne i en beholder, kalles denne forbindelsen en gass. Den gassformige tilstanden er forskjellig fra andre to fysiske tilstander (fast og flytende tilstand) i henhold til måten partikler eller molekyler er pakket inn. En ekte gass er en gassformig forbindelse som egentlig eksisterer. En ideell gass er en gassformig forbindelse som ikke eksisterer i virkeligheten, men er en hypotetisk gass. Imidlertid viser noen gassformige forbindelser omtrent tilsvarende oppførsel som for ideelle gasser ved en bestemt temperatur og trykkforhold. Derfor kan vi anvende gasslover for den typen ekte gasser ved å anta at de er ideelle gasser. Selv om de riktige forholdene er gitt, kan en ekte gass ikke bli 100% nær oppførelsen til en ideell gass på grunn av forskjellene mellom ekte og ideell gass. Hovedforskjellen mellom ekte og en ideell gass er det ekte gassmolekyler har intermolekylære krefter, mens en ideell gass ikke har noen intermolekylære krefter.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er en ekte gass
     - Definisjon, spesifikke egenskaper
2. Hva er en ideell gass
     - Definisjon, spesifikke egenskaper
3. Hva er forskjellen mellom ekte og ideell gass
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelvilkår: Gass, Ideell Gass, Gasslover, Intermolekylære Forsvar, Virkelig Gass

Hva er en ekte gass

En ekte gass er en gassformig forbindelse som egentlig eksisterer i miljøet. Disse virkelige gassene består av forskjellige atomer eller molekyler som kalles partikler. Disse gasspartiklene er i konstant bevegelse. En gasspartikkel har et bestemt volum og masse. Derfor har en gass et bestemt volum og en masse. Volumet av en gass betraktes som volumet av beholderen der gassen holdes inn.

Noen virkelige gasser er sammensatt av atomer. For eksempel består heliumgassen av heliumatomer. Men andre gasser er sammensatt av molekyler. For eksempel består nitrogenoksid av N₂ molekyler. Derfor har disse gassene en masse og et volum.

Videre har ekte gassmolekyler intermolekylære attraksjoner mellom dem. Disse tiltrekningskrefter kalles Van Der Waal-interaksjoner. Disse tiltrekningskrefter er svake. Kollisjoner mellom ekte gassmolekyler er ikke-elastiske. Dette betyr at når to virkelige gasspartikler kolloiderer med hverandre, kan en endring i partikkelens energi og en forandring i retningen av bevegelsen observeres.

Imidlertid kan noen virkelige gasser oppføre seg som ideelle gasser under lave trykk og høye temperaturforhold. Ved høye temperaturer øker den kinetiske energien til gassmolekyler. Derfor øker bevegelsen av gassmolekyler. Dette resulterer i mindre eller ingen intermolekylære interaksjoner mellom ekte gassmolekyler.

Derfor kan vi ved lave trykk og høye temperaturforhold anvende gasslover for ekte gasser. For eksempel ved lavt trykk og høy temperatur;

PV / nRT ≈ 1

Hvor P er trykket av gassen,

               V er volumet av gassen,

               n er antall mol gass,

               R er den ideelle gaskonstanten og

               T er temperaturen på systemet.

Denne verdien kalles kompressibilitetsfaktor. Det er en verdi som brukes som en korreksjonsfaktor for avviket fra en eiendom av en ekte gass fra en ideell gass. Men for ekte gasser PV ≠ nRT.

Figur 1: Kompresjonsfaktor for forskjellige gasser i forhold til en ideell gass

Selv om verdien av PV / nRT ikke er nøyaktig lik 1, er den omtrent likeverdig ved lave trykk og høye temperaturforhold.

Hva er en ideell gass

En ideell gass er en hypotetisk gass som egentlig ikke eksisterer i miljøet. Konseptet med ideell gass ble introdusert siden virkningen av ekte gasser er komplisert og forskjellig fra hverandre, og oppførelsen av en ekte gass kan beskrives med hensyn til egenskapene til en ideell gass.

Ideelle gasser er gassformige forbindelser som består av svært små molekyler som har et ubetydelig volum og en masse. Som vi allerede vet, er alle ekte gasser sammensatt av atomer eller molekyler som har et bestemt volum og en masse. Kollisjonene mellom ideelle gassmolekyler er elastiske. Dette betyr at det ikke er noen endringer i den kinetiske energien eller bevegelsesretningen til gasspartikkelen.

Det er ingen tiltrekningskrefter mellom ideelle gasspartikler. Derfor flytter partikler her og der fritt. Imidlertid kan ideelle gasser bli virkelige gasser ved høyt trykk og lave temperaturer siden gasspartiklene kommer nær hverandre med redusert kinetisk energi som vil resultere i dannelsen av intermolekylære krefter.

Figur 2: Oppførelsen av Ideell gass med hensyn til He gass og CO2 gass

En ideell gass adlyder alle gasslovene uten forutsetninger. Verdien for PV / nRT for en ideell gass er lik 1. Derfor er verdien for PV lik verdien for nRT. Hvis denne verdien (komprimerbarhetsfaktor) er lik 1 for en bestemt gass, er den en ideell gass.  

Forskjellen mellom ekte og ideell gass

Definisjon

Real Gas: En ekte gass er en gassformig forbindelse som egentlig eksisterer i miljøet.

Ideell gass: En ideell gass er en hypotetisk gass som egentlig ikke eksisterer i miljøet.

Intermolekylære attraksjoner

Real Gas: Det er intermolekylære tiltrengningskrefter mellom ekte gasspartikler.

Ideell gass: Det er ingen intermolekylære tiltrekningskrefter mellom ideelle gasspartikler.

Gasspartikkel

Real Gas: Partiklene i en ekte gass har et bestemt volum og en masse.

Ideell gass: Partiklene i en ideell gass har ikke et bestemt volum og en masse.

kollisjoner

Real Gas: Kollisjoner mellom ekte gassmolekyler er ikke-elastiske.

Ideell gass: Kollisjoner mellom ideelle gassmolekyler er elastiske.

Kinetisk energi

Real Gas: Den kinetiske energien til ekte gasspartikler endres med kollisjoner.

Ideell gass: Den kinetiske energi av ideelle gasspartikler er konstant.

Endring i staten

Real Gas: En ekte gass kan oppføre seg som en ideell gass ved lave trykk og høye temperaturforhold.

Ideell gass: En ideell gass kan oppføre seg som en ekte gass ved høytrykks- og lave temperaturforhold.

Konklusjon

Ekte gasser er gassformige forbindelser som egentlig eksisterer i miljøet. Men ideelle gasser er hypotetiske gasser som egentlig ikke eksisterer. Disse ideelle gassene kan brukes til å forstå oppførelsen av ekte gasser. Ved bruk av en gasslov for en ekte gass kan vi anta at ekte gasser oppfører seg som ideelle gasser ved lave trykk og høye temperaturforhold. Men den nøyaktige måten er å bruke korreksjonsfaktorer for beregningene i stedet for å anta. Korrigeringsfaktorene oppnås ved å bestemme forskjellen mellom ekte og ideell gass.

referanser:

1. "Real Gases." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 1. februar 2016, Tilgjengelig her. Tilgang 6 september 2017.
2. "Kompressibilitetsfaktor." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. august 2017, Tilgjengelig her. Tilgang 6 september 2017.
3. "Ideell gass." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30. august 2017, Tilgjengelig her. Tilgang 6 september 2017.

Bilde Courtesy:

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