Ключевая разница - закон идеального газа и уравнение Ван-дер-Ваальса
Закон идеального газа является фундаментальным законом, тогда как уравнение Ван-дер-Ваальса является модифицированной версией закона идеального газа. Ключевое различие между законом идеального газа и уравнением Ван-дер-Ваальса заключается в том, что уравнение закона идеального газа используется для идеальных газов, тогда как уравнение Ван-дер-Ваала может использоваться как для идеальных, так и для реальных газов.
Газы – это соединения, существующие в газообразной фазе вещества. Чтобы понять поведение и свойства газа, используются газовые законы. Эти газовые законы используются для описания свойств идеальных газов. Идеальный газ - это гипотетическое газообразное соединение, обладающее уникальными характеристиками, т. е. между молекулами идеального газа отсутствуют силы притяжения. Однако реальные газы сильно отличаются от идеальных газов. Но некоторые реальные газы ведут себя как идеальные газы при соответствующих условиях (высокие температуры и низкие давления). Поэтому газовые законы модифицируются перед тем, как использовать их с реальными газами.
Что такое уравнение закона идеального газа?
Уравнение закона идеального газа является фундаментальным законом в химии. Закон идеального газа показывает, что произведение давления на объем идеального газа прямо пропорционально произведению температуры на количество частиц идеального газа. Уравнение закона идеального газа может быть приведено ниже.
PV=NkT
Где P - давление, V - объем, N - количество частиц газа, а T - температура идеального газа. «k» - это константа пропорциональности, известная как константа Больцмана (значение этой константы равно 1.38 x 10-23 J/K). Однако наиболее распространенная форма этого уравнения выглядит следующим образом.
PV=nRT
Где P - давление, V - объем, n - количество молей газа, а T - температура газа. R известна как универсальная газовая постоянная (8,314 Джмоль-1K-1). Это уравнение можно получить следующим образом.
Постоянная Больцмана (k)=R/N
Применяя это соотношение к основному уравнению, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Для «n» числа молей
PV=nRT
Что такое уравнение Ван-дер-Ваальса?
Уравнение Ван-дер-Ваала является модифицированной версией закона идеального газа. Это уравнение можно использовать как для идеальных, так и для реальных газов. Закон идеального газа нельзя использовать для реальных газов, потому что объем молекул газа значителен по сравнению с объемом реального газа, а между молекулами реального газа действуют силы притяжения (молекулы идеального газа имеют пренебрежимо малый объем по сравнению с полным объемом)., а силы притяжения между молекулами газа отсутствуют). Уравнение Ван-дер-Ваала можно представить следующим образом.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Здесь «a» - это константа, которая зависит от типа газа, а b - это также константа, которая дает объем на моль газа (занимаемый молекулами газа). Они используются в качестве поправок к уравнению идеального закона.
Рисунок 01: Реальные газы ведут себя иначе, чем идеальные газы
Коррекция громкости
Объемом молекулы реального газа нельзя пренебречь (в отличие от идеальных газов). Поэтому делается коррекция громкости. (V-b) - коррекция объема. Это дает фактический объем, доступный для движения молекулы газа (фактический объем=общий объем - эффективный объем).
Коррекция давления
Давление газа – это давление, оказываемое молекулой газа на стенку сосуда. Поскольку между реальными молекулами газа существуют силы притяжения, давление отличается от идеального поведения. Затем следует провести коррекцию давления. (P + a{n/V}2) - поправка на давление. (Идеальное давление=наблюдаемое давление + поправка на давление).
В чем разница между законом идеального газа и уравнением Ван-дер-Ваальса?
Закон идеального газа и уравнение Ван-дер-Ваальса |
|
| Уравнение закона идеального газа является фундаментальным законом в химии. | Уравнение Ван-дер-Ваала является модифицированной версией закона идеального газа. |
| Уравнение | |
| Уравнение закона идеального газа: PV=NkT | Уравнение Ван-дер-Вааля имеет вид (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Природа | |
| Уравнение закона идеального газа не является модифицированной версией. | Уравнение Ван-дер-Вааля является модифицированной версией с некоторыми поправками на давление и объем реального газа. |
| Компоненты | |
| Уравнение закона идеального газа приведено для идеальных газов. | Уравнение Ван-дер-Вааля можно использовать как для идеальных, так и для реальных газов. |
Резюме – Закон идеального газа против уравнения Ван-дер-Ваальса
Газообразное состояние – одна из трех основных фаз материи. Поведение и свойства газа можно определить или предсказать, используя газовые законы. Закон идеального газа - это фундаментальный закон, который можно использовать для идеальных газов. Но при рассмотрении реальных газов уравнение закона идеального газа следует изменить. Разница между законом идеального газа и уравнением Ван-дер-Ваальса заключается в том, что уравнение закона идеального газа дается для идеальных газов, тогда как уравнение Ван-дер-Ваальса может использоваться как для идеальных, так и для реальных газов.
