Ключевая разница – универсальная газовая постоянная и характеристическая газовая постоянная
Газообразная фаза является одной из трех основных фаз, в которых может существовать вещество. Это наиболее сжимаемое состояние из трех состояний материи. Только 11 элементов из других элементов существуют в виде газов при нормальных условиях. Однако «закон идеального газа» дает нам уравнение, которое можно использовать для объяснения поведения нормального газа. Он имеет константу пропорциональности, которая называется универсальной газовой постоянной, и когда она применяется к реальному газу, эта константа используется с модификацией. Тогда ее называют характеристической газовой постоянной. Основное различие между универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной заключается в том, что универсальная газовая постоянная применима только к идеальным газам, тогда как характеристическая газовая постоянная применима к реальным газам.
Что такое универсальная газовая постоянная?
Молекулы газа способны свободно перемещаться по всему пространству, так как они очень легкие молекулы. Силы между молекулами газа представляют собой слабые силы притяжения Ван-дер-Ваальса. Однако, чтобы объяснить поведение газа, ученые вывели теории, используя гипотетический газ, известный как идеальный газ. Они также вывели закон относительно этого идеального газа, известный как закон идеального газа.
Во-первых, мы должны знать, что такое идеальный газ. Это гипотетический газ, который проявлял бы следующие свойства, если бы был настоящим газом. Это только предположения.
- Идеальный газ состоит из большого количества маленьких молекул газа.
- Объем этих молекул газа ничтожен.
- Между молекулами газа нет притяжения.
- Движение этих молекул газа подчиняется закону движения Ньютона.
- Столкновения молекул полностью упругие.
Глядя на эти свойства, становится понятно, что ни один из реальных газов не является идеальным.
Что такое закон идеального газа
Закон идеального газа показывает состояние идеального газа и объясняется следующим уравнением.
PV=nRT
P – Давление идеального газа
V – Объем идеального газа
n – Количество молей идеального газа (количество вещества)
T – Температура
Термин R здесь является универсальной газовой постоянной. Значение R может быть рассчитано с учетом стандартной температуры и давления, которые составляют 00C и давление 1 атм. Это дает значение универсальной газовой постоянной равное 0,082057 л/(К.моль).
Что такое характеристическая газовая постоянная?
При применении уравнения идеального газа для нормальных газов приведенное выше уравнение требует модификации, поскольку ни один из реальных газов не ведет себя как идеальный газ. Таким образом, здесь используется характеристическая газовая постоянная вместо универсальной газовой постоянной. Свойства реальных газов, отличные от идеального газа, можно перечислить следующим образом.
- Реальные газы состоят из различимых больших молекул по сравнению с идеальными газами.
- Эти молекулы газа имеют определенный объем.
- Между молекулами газа действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса.
- Столкновения не являются полностью упругими.
Поэтому закон идеального газа нельзя применить непосредственно к реальному газу. Таким образом, делается простая модификация; универсальная газовая постоянная делится на молярную массу газа перед ее применением в уравнении. Это можно показать следующим образом.
Rспецифический=R/M
Rудельный –Характеристическая газовая постоянная
R – Универсальная газовая постоянная
M – Молярная масса газа
Это можно использовать даже для смеси газов. Затем константу R следует разделить на молярную массу смеси газов. Эта характеристическая газовая постоянная также известна как удельная газовая постоянная, поскольку ее значение зависит от газа или смеси газов.
Рисунок 01: Сравнение идеального газа и реального газа
В чем разница между универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной?
Универсальная газовая постоянная и характеристическая газовая постоянная |
|
| Универсальная газовая постоянная применяется только для идеального газа. | Характеристическая газовая постоянная применяется для реального газа. |
| Расчет | |
| Универсальная газовая постоянная рассчитывается с использованием стандартных значений температуры и давления (STP). | Характеристическая газовая постоянная рассчитывается по значениям STP вместе с молярной массой реального газа. |
| Отношения с газом | |
| Универсальная газовая постоянная не зависит от взятого газа. | Характеристическая газовая постоянная зависит от газа. |
| Ценность | |
| Значение универсальной газовой постоянной равно 0,082057 л/(К.моль). | Значение характеристической газовой постоянной всегда будет зависеть от газа. |
Резюме – Сравнение универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной
Идеальный газ - это гипотетический газ, свойства которого сильно отличаются от свойств реального газа. Закон идеального газа сформулирован для объяснения поведения идеального газа. Однако при использовании этой постоянной для реальных газов ее следует изменить, применив характеристическую газовую постоянную, отличную от универсальной газовой постоянной. Это потому, что ни один из реальных газов не ведет себя как идеальный газ. Основное различие между универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной заключается в том, что универсальная газовая постоянная применима только к идеальным газам, тогда как характеристическая газовая постоянная применима к реальным газам.
Загрузить PDF-версию универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между универсальной газовой постоянной и характеристической газовой постоянной.
