Διαφορά μεταξύ Ideal Gas και Real Gas
ιδανικό αέριο έναντι πραγματικού αερίου
Το αέριο είναι μία από τις καταστάσεις στις οποίες υπάρχει ύλη. Έχει αντιφατικές ιδιότητες από στερεά και υγρά. Τα αέρια δεν έχουν εντολή και καταλαμβάνουν οποιοδήποτε δεδομένο χώρο. Η συμπεριφορά τους επηρεάζεται σημαντικά από μεταβλητές όπως η θερμοκρασία, η πίεση κ.λπ.
Τι είναι το Ideal Gas;
Το ιδανικό αέριο είναι μια θεωρητική έννοια, την οποία χρησιμοποιούμε για τους σκοπούς της μελέτης μας. Για να είναι το αέριο ιδανικό, θα πρέπει να έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά. Αν ένα από αυτά λείπει, τότε το αέριο δεν θεωρείται ως ιδανικό αέριο.
• Οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων αερίων είναι αμελητέες.
• Τα μόρια αερίων θεωρούνται σωματίδια σημείου. Επομένως, σε σύγκριση με τον χώρο όπου καταλαμβάνουν τα μόρια αερίων, οι όγκοι των μορίων είναι ασήμαντοι.
Κανονικά αέρια μόρια γεμίζουν κάθε δεδομένο χώρο. Επομένως, όταν ένας μεγάλος χώρος καταλαμβάνεται από τον αέρα, το ίδιο το μόριο του αερίου είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με τον χώρο. Συνεπώς, υποθέτοντας ότι τα μόρια αερίων ως σωματίδια σημείου είναι σωστά σε κάποιο βαθμό. Ωστόσο, υπάρχουν μερικά μόρια αερίου με σημαντικό όγκο. Η παραβίαση της έντασης δίνει σφάλματα σε αυτές τις περιπτώσεις. Σύμφωνα με την πρώτη παραδοχή, πρέπει να θεωρήσουμε ότι δεν υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ μοριακών μορίων. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, υπάρχουν τουλάχιστον αδύναμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών. Αλλά, τα αέρια μόρια κινούνται γρήγορα και τυχαία. Επομένως, δεν έχουν αρκετό χρόνο για να κάνουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων με άλλα μόρια. Επομένως, όταν κοιτάξουμε σε αυτή τη γωνία, είναι κάπως έγκυρο να δεχτούμε και την πρώτη υπόθεση. Παρόλο που λέμε ότι τα ιδανικά αέρια είναι θεωρητικά, δεν μπορούμε να πούμε ότι είναι 100% αλήθεια. Υπάρχουν μερικές περιπτώσεις όπου τα αέρια λειτουργούν ως ιδανικά αέρια. Ένα ιδανικό αέριο χαρακτηρίζεται από τρεις μεταβλητές, την πίεση, τον όγκο και τη θερμοκρασία. Μετά την εξίσωση ορίζονται τα ιδανικά αέρια.
= N = αριθμός μορίωνN = αριθμός μορίων
R = γενικό αέριο σταθερή
T = απόλυτη θερμοκρασία
K = σταθερά Boltzmann
Αν και υπάρχουν περιορισμοί, προσδιορίζουμε τη συμπεριφορά των αερίων χρησιμοποιώντας την παραπάνω εξίσωση.
Τι είναι το πραγματικό αέριο;
Όταν μία από τις δύο ή και τις δύο παραδοχές που δόθηκαν παραπάνω είναι άκυρη, τα αέρια είναι γνωστά ως πραγματικά αέρια. Στην πραγματικότητα αντιμετωπίζουμε πραγματικά αέρια στο φυσικό περιβάλλον. Ένα πραγματικό αέριο διαφέρει από την ιδανική κατάσταση σε πολύ υψηλές πιέσεις. Αυτό συμβαίνει επειδή, όταν εφαρμόζεται μια πολύ υψηλή πίεση, ο όγκος όπου γεμίζεται το αέριο γίνεται πολύ μικρότερος. Στη συνέχεια σε σύγκριση με το χώρο δεν μπορούμε να αγνοήσουμε το μέγεθος του μορίου. Επιπλέον, τα ιδανικά αέρια έρχονται στην πραγματική κατάσταση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η κινητική ενέργεια των αερίων μορίων είναι πολύ χαμηλή.Ως εκ τούτου, κινούνται αργά. Εξαιτίας αυτού, θα υπάρξει μεταξύ των μοριακών αλληλεπιδράσεων μεταξύ μορίων αερίου, τα οποία δεν μπορούμε να αγνοήσουμε. Για τα πραγματικά αέρια, δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την παραπάνω ιδανική εξίσωση αερίου επειδή συμπεριφέρονται διαφορετικά. Υπάρχουν πιο περίπλοκες εξισώσεις για τους υπολογισμούς των πραγματικών αερίων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ιδανικών και πραγματικών αερίων;
• Τα ιδανικά αέρια δεν έχουν διαμοριακές δυνάμεις και τα μόρια του αερίου θεωρούνται σωματίδια σημείου. Αντίθετα, τα πραγματικά μόρια αερίου έχουν μέγεθος και όγκο. Περαιτέρω έχουν διαμοριακές δυνάμεις.
• Τα ιδανικά αέρια δεν μπορούν να βρεθούν στην πραγματικότητα. Αλλά τα αέρια συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο σε ορισμένες θερμοκρασίες και πιέσεις.• Τα αέρια τείνουν να συμπεριφέρονται ως πραγματικά αέρια σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες. Τα πραγματικά αέρια συμπεριφέρονται ως ιδανικά αέρια σε χαμηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες.
