nyckelskillnad – idealgaslag vs Van der Waals ekvation
Den idealiska gaslagen är en grundläggande lag medan Van der Waals ekvation är den modifierade versionen av den ideala gaslagen. Den viktigaste skillnaden mellan idealgaslag och van der Waals ekvation är att idealgaslagsekvationen används för ideala gaser medan Van der Waals ekvation kan användas för både ideala gaser och verkliga gaser.
Gaser är föreningar som finns i materiens gasfas. För att förstå beteendet och egenskaperna hos en gas används gaslagar. Dessa gaslagar används för att beskriva egenskaperna hos idealgaser. En idealgas är en hypotetisk gasformig förening som har unika egenskaper, det vill säga det finns inga attraktionskrafter mellan ideala gasmolekyler. Men verkliga gaser skiljer sig mycket från ideala gaser. Men vissa riktiga gaser beter sig som idealiska gaser när lämpliga förhållanden (höga temperaturer och låga tryck) tillhandahålls. Därför modifieras gaslagarna innan de används med riktiga gaser.
Vad är Ideal Gas Law Equation?
Idealgaslagsekvationen är en grundläggande lag inom kemi. Den ideala gaslagen indikerar att produkten av tryck och volym av en idealgas är direkt proportionell mot produkten av temperaturen och antalet gaspartiklar av den ideala gasen. Den ideala gaslagsekvationen kan ges enligt nedan.
PV=NkT
Där P är trycket, V är volymen, N är antalet gaspartiklar och T är temperaturen för den ideala gasen. "k" är en proportionalitetskonstant känd som Boltzmanns konstant (värdet på denna konstant är 1.38 x 10-23 J/K). Den vanligaste formen av denna ekvation är dock följande.
PV=nRT
Där P är trycket, V är volymen, n är antalet mol av gasen och T är gasens temperatur. R är känd som den universella gaskonstanten (8,314 Jmol-1K-1). Denna ekvation kan erhållas enligt följande.
Boltzmanns konstant (k)=R/N
Genom att tillämpa detta förhållande på den fundamentala ekvationen, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
För "n" antal mol, PV=nRT
Vad är Van der Waals ekvation?
Van der Waals ekvation är den modifierade versionen av den ideala gaslagen. Denna ekvation kan användas för såväl idealiska gaser som för riktiga gaser. Den ideala gaslagen kan inte användas för verkliga gaser eftersom volymen av gasmolekyler är avsevärd jämfört med volymen av den verkliga gasen, och det finns attraktionskrafter mellan verkliga gasmolekyler (ideala gasmolekyler har en försumbar volym jämfört med den totala volymen och det finns inga attraktionskrafter mellan gasmolekyler). Van der Waals ekvation kan ges enligt nedan.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Här är "a" en konstant som beror på typen av gas och b är också en konstant som ger volymen per mol gas (upptagen av gasmolekylerna). Dessa används som korrigeringar av ideallagens ekvation.
Figur 01: Real Gases beter sig annorlunda än Ideal Gases
Volymkorrigering
Volymen av en riktig gasmolekyl är inte försumbar (till skillnad från idealgaser). Därför görs volymkorrigeringen. (V-b) är volymkorrigeringen. Detta ger den faktiska volymen som är tillgänglig för gasmolekylen att röra sig (verklig volym=total volym – effektiv volym).
Tryckkorrigering
Trycket hos en gas är det tryck som en gasmolekyl utövar på behållarens vägg. Eftersom det finns attraktionskrafter mellan verkliga gasmolekyler skiljer sig trycket från det idealiska beteendet. Därefter bör en tryckkorrigering göras. (P + a{n/V}2) är tryckkorrigeringen. (Ide alt tryck=observerat tryck + tryckkorrigering).
Vad är skillnaden mellan idealgaslag och Van der Waals ekvation?
Ideal Gas Law vs Van der Waals ekvation |
|
| Idealgaslagsekvationen är en grundläggande lag inom kemi. | Van der Waals ekvation är den modifierade versionen av den ideala gaslagen. |
| Ekvation | |
| Idealgaslagsekvationen är PV=NkT | Van der Waals ekvation är (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Nature | |
| Ekvationen för idealgaslag är inte en modifierad version. | Van der Waals ekvation är en modifierad version med några korrigeringar för tryck och volymen av en riktig gas. |
| Komponenter | |
| Idealgaslagsekvationen ges för idealgaser. | Van der Waals ekvation kan användas för både idealgaser och riktiga gaser. |
Sammanfattning – Ideal Gas Law vs Van der Waals ekvation
Gasform är en av materiens tre huvudfaser. En gass beteende och egenskaper kan bestämmas eller förutsägas med hjälp av gaslagar. Idealgaslag är en grundläggande lag som kan användas för ideala gaser. Men när man överväger verkliga gaser, bör den ideala gaslagsekvationen modifieras. Skillnaden mellan idealgaslag och van der Waals ekvation är att idealgasekvationen ges för ideala gaser medan Van der Waals ekvation kan användas för både ideala gaser och verkliga gaser.
