הבדל בין חוק הגז האידיאלי לחוק הגז האמיתי

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

ההבדל העיקרי בין חוק הגז האידיאלי לחוק הגז האמיתי הוא שחוק הגז האידיאלי מתאר את ההתנהגות של גז תיאורטי, בעוד שחוק הגז האמיתי מתאר את ההתנהגות של גזים המתרחשים בפועל ביקום.

גז אידיאלי הוא גז תיאורטי שלחלקיקי הגז הנעים באקראי שלו יש התנגשויות אלסטיות לחלוטין וללא אינטראקציות אחרות ביניהם. על פי הגדרה זו, אנו יכולים להבין שהגזים האידיאליים הללו אינם יכולים להתרחש בטבע מכיוון שיש למעשה אינטראקציות בין חלקיקי גז לכל גז שאנו מכירים. למעשה, הגזים שאנו מכירים הם גזים אמיתיים.

מהו חוק הגז האידיאלי?

חוק הגז האידיאלי הוא משוואה המתארת את ההתנהגות של גז אידיאלי. גזים אידיאליים הם היפותטיים, וגזים אלו מתרחשים רק בתיאוריות. לכן, באמצעות חוק הגז האידיאלי, אנו יכולים להבין ולהעריך את התנהגותם של גזים אמיתיים רבים שאנו מכירים. עם זאת, יש לו מספר מגבלות. כמו כן, חוק זה הוא שילוב של מספר חוקים אחרים:

• חוק בויל
• חוק צ'ארלס
• חוק אבוגדרו
• חוק גיי-לוסאק

חישוב

בעיקרון, אנחנו יכולים לתת את חוק הגז האידיאלי כדלקמן;

PV=nRT

היכן, P הוא לחץ, V הוא נפח ו-T הוא הטמפרטורה של הגז האידיאלי. כאן, "n" הוא מספר המול של הגז האידיאלי ו-"R" הוא קבוע - אנו קוראים לזה קבוע גז אידיאלי. יש לו ערך אוניברסלי; הערך של R זהה עבור כל גז, והוא 8.314 J/(K·mol).

יתר על כן, אנו יכולים להשיג נגזרות שונות מחוק זה; צורה טוחנת, צורה משולבת וכו'. לדוגמה, מכיוון ש"n" הוא מספר השומות, נוכל לתת אותו באמצעות המשקל המולקולרי של הגז. הגזירה היא כדלקמן.

n=m/M

כאשר, n הוא מספר מולות הגז, m הוא מסת הגז ו-M הוא המשקל המולקולרי של הגז. על ידי שימוש במשוואה שלמעלה, PV=nRT

PV=(m/M)RT

אם ברצוננו לקבל את צפיפות הגז, נוכל להשתמש במשוואה שלעיל באופן הבא;

P=(מ/VM) RT

P=ρRT/M

יתרה מכך, אם ברצוננו לקבל את חוק הגז המשולב מחוק הגז האידיאלי, נוכל לגזור אותו באופן הבא; עבור שני גזים "1" ו-"2", הלחץ, הנפח והטמפרטורה הם P₁, V₁, T ₁ ו-P₂, V₂ ו-T_{2 ואז עבור שני הגזים, נוכל לכתוב שתי משוואות בתור;}

P₁V₁=nRT_{1 ……………..(1)}

P₂V₂=nRT_{2 ……………..(2)}

על ידי חלוקת משוואה (1) מהמשוואה (2), נקבל, (P₁V₁)/(P₂V ₂)=T₁/ T₂

אנו יכולים לארגן מחדש את המשוואה הזו באופן הבא;

P₁V₁/ T₁=P₂ V₂/ T₂

מהו חוק הגז האמיתי?

חוק הגז האמיתי, הנקרא גם חוק ואן דר ואלס, נגזר מחוק הגז האידיאלי לתיאור התנהגותם של גזים אמיתיים. מכיוון שגזים אמיתיים אינם יכולים להתנהג בצורה אידיאלית, חוק הגז האמיתי ערך שינויים במרכיבי הלחץ והנפח בחוק הגז האידיאלי. לפיכך, נוכל לקבל את הנפח והלחץ באופן הבא:

נפח גז אמיתי=(V_{m – ב)}

לחץ של גז אמיתי=(P + a{n²/V^2})

לאחר מכן, נוכל לקבל את חוק הגז האמיתי על-ידי החלת הרכיבים המותאמים הללו על חוק הגז האידיאלי באופן הבא:

(P + a{n²/V²})(V_{m – ב)=nRT}

היכן, V_{m הוא הנפח המולרי של גז, R הוא קבוע גז אוניברסלי, T הוא הטמפרטורה של גז אמיתי, P הוא הלחץ.}

מה ההבדל בין חוק הגז האידיאלי לחוק הגז האמיתי?

חוק הגז האידיאלי הוא משוואה המתארת את ההתנהגות של גז אידיאלי. חוק הגז האמיתי נגזר מחוק הגז האידיאלי שיתאים להתנהגות של גזים אמיתיים. אז ההבדל העיקרי בין חוק הגז האידיאלי לחוק הגז האמיתי הוא שחוק הגז האידיאלי מתאר את ההתנהגות של גז תיאורטי, בעוד שחוק הגז האמיתי מתאר את ההתנהגות של גזים המתרחשים בפועל ביקום.

יתרה מכך, אנו יכולים לגזור את חוק הגז האידיאלי מהמשוואה PV=nRT, ואת חוק הגז האמיתי מהמשוואה (P + a{n²/V 2^})(Vm _{– ב)=nRT.}

סיכום – חוק הגז האידיאלי לעומת חוק הגז האמיתי

בקיצור, גז אידיאלי הוא חומר היפותטי שיש לו התנגשויות אלסטיות לחלוטין בין חלקיקי גז, תכונה שרוב הגזים האמיתיים שאנו מכירים אינם מציגים. ההבדל העיקרי בין חוק הגז האידיאלי לחוק הגז האמיתי הוא שחוק הגז האידיאלי מתאר את ההתנהגות של גז תיאורטי, בעוד שחוק הגז האמיתי מתאר את ההתנהגות של גזים המתרחשים בפועל ביקום.