nyckelskillnad – Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
Gasfas är en av de tre huvudfaserna materia kan existera. Det är det mest komprimerbara tillståndet av materiens tre tillstånd. Endast 11 grundämnen av andra grundämnen existerar som gaser under normala förhållanden. Men den "ideala gaslagen" ger oss en ekvation som kan användas för att förklara beteendet hos en normal gas. Den har en proportionalitetskonstant som kallas universell gaskonstant och när den appliceras på en riktig gas används denna konstant med en modifikation. Då kallas det en karakteristisk gaskonstant. Den viktigaste skillnaden mellan universell gaskonstant och karakteristisk gaskonstant är att den universella gaskonstanten endast är tillämplig för idealgaser medan den karakteristiska gaskonstanten är tillämpbar för riktiga gaser.
Vad är Universal Gas Constant?
Gasmolekyler kan röra sig fritt i hela utrymmet eftersom de är mycket lätta molekyler. Krafter mellan gasmolekyler är svaga Van Der Waal-attraktionskrafter. Men för att förklara beteendet hos en gas, har forskare härlett teorier med hjälp av en hypotetisk gas som kallas idealgas. De har också härlett en lag angående denna idealgas, som är känd som den ideala gaslagen.
Först bör vi veta vad en idealisk gas betyder. Det är en hypotetisk gas som skulle visa följande egenskaper om det var en riktig gas. Detta är bara antaganden.
- En idealgas består av ett stort antal små gasmolekyler.
- Volymen av dessa gasmolekyler är försumbar.
- Det finns inga attraktioner mellan gasmolekyler.
- Rörelsen hos dessa gasmolekyler följer Newtons rörelselag.
- Kollisioner av molekyler är helt elastiska.
Genom att titta på dessa egenskaper är det förståeligt att ingen av de riktiga gaserna är idealiska.
Vad är Ideal Gas Law
Den idealiska gaslagen indikerar tillståndet för en idealgas och förklaras med en ekvation enligt följande.
PV=nRT
P – Tryck av den ideala gasen
V – Volym av den ideala gasen
n – Antal mol av den ideala gasen (mängd ämne)
T – Temperatur
Termen R här är den universella gaskonstanten. Värdet på R kan beräknas genom att beakta standardtemperaturen och standardtrycket som är 00C och 1atm tryck. Detta ger ett värde för den universella gaskonstanten som 0,082057 L/(K.mol).
Vad är karakteristisk gaskonstant?
När man använder den ideala gasekvationen för normala gaser, kräver ovanstående ekvation modifiering eftersom ingen av de verkliga gaserna beter sig som en idealgas. Där används alltså karakteristisk gaskonstant istället för universell gaskonstant. Egenskaperna hos verkliga gaser som skiljer sig från en idealgas kan listas enligt nedan.
- Riktiga gaser är sammansatta av urskiljbara stora molekyler jämfört med idealiska gaser.
- Dessa gasmolekyler bär en viss volym.
- Det finns svaga Van Der Waal-krafter mellan gasmolekyler.
- Krockar är inte helt elastiska.
Därför kan den ideala gaslagen inte tillämpas direkt på en riktig gas. Således görs en enkel modifiering; den universella gaskonstanten divideras med gasens molmassa innan den appliceras i ekvationen. Det kan visas på följande sätt.
Rspecific=R/M
Rspecifik –Karakteristisk gaskonstant
R – Universal gaskonstant
M – gasens molmassa
Detta kan användas även för en blandning av gaser. Sedan ska R-konstanten divideras med den molära massan av blandningen av gaser. Denna karakteristiska gaskonstant är också känd som den specifika gaskonstanten eftersom dess värde beror på gasen eller blandningen av gaser.
Figur 01: Ideal Gas vs Real Gas
Vad är skillnaden mellan Universal Gas Constant och Characteristic Gas Constant?
Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant |
|
| Universell gaskonstant används endast för en idealisk gas. | Karakteristisk gaskonstant används för en riktig gas. |
| Kalkyl | |
| Universell gaskonstant beräknas med standardvärden för temperatur och tryck (STP). | Karakteristisk gaskonstant beräknas med STP-värden tillsammans med den verkliga gasens molära massa. |
| Relation with the Gas | |
| Universell gaskonstant är oberoende av gasen som tas. | Karakteristisk gaskonstant är beroende av gasen. |
| Value | |
| Värdet på den universella gaskonstanten är 0,082057 L/(K.mol). | Värdet för karakteristisk gaskonstant kommer alltid att bero på gasen. |
Sammanfattning – Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
En idealgas är en hypotetisk gas som antas ha egenskaper som skiljer sig mycket från en riktig gas. Idealgaslagen bildas för att förklara beteendet hos en idealgas. Vid användning av denna konstant på verkliga gaser bör den dock modifieras genom att tillämpa en annan karakteristisk gaskonstant än den universella gaskonstanten. Det beror på att ingen av de riktiga gaserna beter sig som en idealgas. Huvudskillnaden mellan universell gaskonstant och karakteristisk gaskonstant är att universell gaskonstant endast är tillämplig för idealgaser medan den karakteristiska gaskonstanten är tillämpbar för riktiga gaser.
Ladda ner PDF-version av Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan Universal Gas Constant och Characteristic Gas Constant.
