Atšķirība starp ideālu un reālu gāzi

Ideāla gāze salīdzinājumā ar īstu gāzi
 

Gāze ir viens no stāvokļiem, kurā eksistē matērija. Tam ir pretrunīgas cietvielu un šķidrumu īpašības. Gāzēm nav pasūtījuma, un tās aizņem noteiktu vietu. Viņu izturēšanos ļoti ietekmē tādi mainīgie lielumi kā temperatūra, spiediens utt.

Kas ir ideāla gāze?

Ideāla gāze ir teorētiska koncepcija, kuru mēs izmantojam saviem studiju mērķiem. Lai gāze būtu ideāla, tām jābūt šādām īpašībām. Ja trūkst kāda no šiem, gāzi neuzskata par ideālu gāzi.

• Starpmolekulārie spēki starp gāzes molekulām ir niecīgi.

• Gāzes molekulas tiek uzskatītas par punktveida daļiņām. Tāpēc, salīdzinot ar telpu, kurā aizņem gāzes molekulas, molekulu tilpumi ir nenozīmīgi.

Parasti gāzveida molekulas aizpilda jebkuru konkrēto vietu. Tāpēc, kad lielu telpu aizņem gaiss, pati gāzes molekula ir ļoti maza salīdzinājumā ar telpu. Tāpēc gāzes molekulu pieņemšana par punktveida daļiņām zināmā mērā ir pareiza. Tomēr ir dažas gāzes molekulas ar ievērojamu tilpumu. Skaļuma ignorēšana šajos gadījumos rada kļūdas. Saskaņā ar pirmo pieņēmumu mums jāņem vērā, ka starp gāzveida molekulām nav starpmolekulāru mijiedarbību. Tomēr patiesībā starp tām ir vismaz vāja mijiedarbība. Gāzveida molekulas ātri un nejauši pārvietojas. Tāpēc viņiem nav pietiekami daudz laika, lai veiktu starpmolekulāru mijiedarbību ar citām molekulām. Tāpēc, raugoties šajā leņķī, ir diezgan pamatoti pieņemt arī pirmo pieņēmumu. Lai arī mēs sakām, ka ideālas gāzes ir teorētiskas, mēs nevaram apgalvot, ka tās ir 100% patiesas. Dažos gadījumos gāzes darbojas kā ideālas gāzes. Ideālu gāzi raksturo trīs mainīgie lielumi: spiediens, tilpums un temperatūra. Sekojošais vienādojums nosaka ideālās gāzes.

PV = nRT = NkT

P = absolūtais spiediens

V = tilpums

n = dzimumzīmju skaits

N = molekulu skaits

R = universālā gāzes konstante

T = absolūtā temperatūra

K = Boltsmana konstante

Lai gan ir ierobežojumi, mēs nosaka gāzu izturēšanos, izmantojot iepriekš minēto vienādojumu.

Kas ir īstā gāze?

Ja viens no diviem vai abiem iepriekšminētajiem pieņēmumiem nav derīgs, šīs gāzes sauc par īstām gāzēm. Dabiskajā vidē mēs patiesībā saskaramies ar īstām gāzēm. Īsta gāze atšķiras no ideālā stāvokļa pie ļoti augsta spiediena. Tas notiek tāpēc, ka, piemērojot ļoti augstu spiedienu, tilpums, kurā piepilda gāzi, kļūst ļoti mazāks. Tad, salīdzinot ar atstarpi, mēs nevaram ignorēt molekulas lielumu. Turklāt ideālas gāzes reālā stāvoklī nonāk ļoti zemā temperatūrā. Zemā temperatūrā gāzveida molekulu kinētiskā enerģija ir ļoti zema. Tāpēc viņi pārvietojas lēnām. Tāpēc starp gāzes molekulām būs starpmolekulāra mijiedarbība, ko mēs nevaram ignorēt. Īstām gāzēm mēs nevaram izmantot iepriekš minēto ideālo gāzes vienādojumu, jo tās uzvedas atšķirīgi. Īstu gāzu aprēķināšanai ir sarežģītāki vienādojumi.

Kāda ir atšķirība starp ideālajām un reālajām gāzēm? • Ideālajām gāzēm nav starpmolekulāru spēku, un gāzes molekulas tiek uzskatītas par punktveida daļiņām. Turpretī īstām gāzes molekulām ir izmērs un tilpums. Turklāt viņiem ir starpmolekulārie spēki. • Ideālas gāzes patiesībā nevar atrast. Bet gāzes uzvedas šādā veidā noteiktā temperatūrā un spiedienā. • Gāzes mēdz izturēt kā īstas gāzes paaugstināta spiediena un zemas temperatūras ietekmē. Īstas gāzes darbojas kā ideālas gāzes zemā spiedienā un augstā temperatūrā. • Ideālas gāzes var būt saistītas ar PV = nRT = NkT vienādojumu, bet reālās gāzes nevar. Īstu gāzu noteikšanai ir daudz sarežģītāki vienādojumi.