Ideal Gas vs Real Gas
Gas är ett av de tillstånd där materia existerar. Det har motstridiga egenskaper från fasta ämnen och vätskor. Gaser har ingen ordning, och de upptar ett givet utrymme. Deras beteende påverkas i hög grad av variabler som temperatur, tryck etc.
Vad är idealgas?
Idealgas är ett teoretiskt begrepp som vi använder för våra studieändamål. För att en gas ska vara idealisk bör den ha följande egenskaper. Om en av dessa saknas anses inte gasen vara en idealisk gas.
• Intermolekylära krafter mellan gasmolekyler är försumbara.
• Gasmolekylerna betraktas som punktpartiklar. Jämfört med utrymmet där gasmolekylerna upptar är därför molekylernas volymer obetydliga.
Norm alt fyller gasformiga molekyler ett givet utrymme. Därför, när ett stort utrymme är upptaget av luft, är själva gasmolekylen mycket liten jämfört med utrymmet. Att anta gasmolekyler som punktpartiklar är därför till viss del korrekt. Det finns dock några gasmolekyler med en ansenlig volym. Att ignorera volymen ger fel i dessa fall. Enligt det första antagandet måste vi tänka på att det inte finns någon intermolekylär interaktion mellan gasformiga molekyler. Men i verkligheten finns det åtminstone svaga interaktioner mellan dessa. Men gasformiga molekyler rör sig snabbt och slumpmässigt. Därför har de inte tillräckligt med tid för att göra intermolekylära interaktioner med andra molekyler. Därför, när man tittar i denna vinkel, är det ganska giltigt att acceptera det första antagandet också. Även om vi säger att idealgaser är teoretiska, kan vi inte säga att det är 100% sant. Det finns vissa tillfällen då gaser fungerar som idealgaser. En idealgas kännetecknas av tre variabler, tryck, volym och temperatur. Följande ekvation definierar ideala gaser.
PV=nRT=NkT
P=absolut tryck
V=volym
n=antal mol
N=antal molekyler
R=universell gaskonstant
T=absolut temperatur
K=Boltzmann konstant
Även om det finns begränsningar, bestämmer vi beteendet hos gaser med hjälp av ovanstående ekvation.
Vad är riktig gas?
När ett av de två eller båda antagandena ovan är ogiltigt, är dessa gaser kända som riktiga gaser. Vi möter faktiskt riktiga gaser i den naturliga miljön. En riktig gas skiljer sig från det ideala tillståndet vid mycket höga tryck. Detta beror på att när ett mycket högt tryck appliceras blir volymen där gasen fylls mycket mindre. Jämfört med utrymmet kan vi inte bortse från storleken på molekylen. Dessutom kommer ideala gaser till det verkliga tillståndet vid mycket låga temperaturer. Vid låga temperaturer är den kinetiska energin hos gasformiga molekyler mycket låg. Därför rör de sig långsamt. På grund av detta kommer det att finnas intermolekylär interaktion mellan gasmolekyler, vilket vi inte kan ignorera. För riktiga gaser kan vi inte använda ovanstående idealgasekvation eftersom de beter sig annorlunda. Det finns mer komplicerade ekvationer för beräkningar av verkliga gaser.
Vad är skillnaden mellan idealiska och riktiga gaser?
• Ideala gaser har inte intermolekylära krafter och gasmolekylerna betraktas som punktpartiklar. Däremot har riktiga gasmolekyler en storlek och en volym. Dessutom har de intermolekylära krafter.
• Idealiska gaser kan inte hittas i verkligheten. Men gaser beter sig på detta sätt vid vissa temperaturer och tryck.
• Gaser tenderar att bete sig som riktiga gaser vid höga tryck och låga temperaturer. Riktiga gaser beter sig som idealiska gaser vid låga tryck och höga temperaturer.
• Ideala gaser kan relateras till PV=nRT=NkT-ekvationen, medan riktiga gaser inte kan. För att bestämma verkliga gaser finns det mycket mer komplicerade ekvationer.
