Galvenā atšķirība - ideāls gāzes likums pret Van der Vālsa vienādojumu
Ideālās gāzes likums ir pamatlikums, savukārt Van der Vālsa vienādojums ir ideālās gāzes likuma modificēta versija. Galvenā atšķirība starp ideālās gāzes likumu un van der Vāla vienādojumu ir tāda, ka ideālās gāzes likuma vienādojums tiek izmantots ideālām gāzēm, turpretim Van der Vāla vienādojumu var izmantot gan ideālām, gan reālām gāzēm.
Gāzes ir savienojumi, kas pastāv vielas gāzveida fāzē. Lai izprastu gāzes uzvedību un īpašības, tiek izmantoti gāzes likumi. Šos gāzes likumus izmanto, lai aprakstītu ideālo gāzu īpašības. Ideāla gāze ir hipotētisks gāzveida savienojums, kam ir unikālas īpašības, t.i., starp ideālām gāzes molekulām nav pievilkšanās spēku. Tomēr reālās gāzes ļoti atšķiras no ideālajām gāzēm. Bet dažas īstas gāzes darbojas kā ideālas gāzes, ja tiek nodrošināti atbilstoši apstākļi (augsta temperatūra un zems spiediens). Tāpēc gāzes likumi tiek mainīti pirms to izmantošanas ar īstām gāzēm.
Kas ir ideālā gāzes likuma vienādojums?
Ideālas gāzes likuma vienādojums ir ķīmijas pamatlikums. Ideālās gāzes likums norāda, ka ideālās gāzes spiediena un tilpuma reizinājums ir tieši proporcionāls temperatūras un ideālās gāzes gāzes daļiņu skaita reizinājumam. Ideālo gāzes likuma vienādojumu var sniegt šādi.
PV=NkT
Kur P ir spiediens, V ir tilpums, N ir gāzes daļiņu skaits un T ir ideālās gāzes temperatūra. “k” ir proporcionalitātes konstante, kas pazīstama kā Bolcmaņa konstante (šīs konstantes vērtība ir 1.38 x 10-23 J/K). Tomēr visizplatītākā šī vienādojuma forma ir šāda.
PV=nRT
Kur P ir spiediens, V ir tilpums, n ir gāzes molu skaits un T ir gāzes temperatūra. R ir pazīstama kā universālā gāzes konstante (8,314 Jmol-1K-1). Šo vienādojumu var iegūt šādi.
Bolcmaņa konstante (k)=R/N
Pielietojot šīs attiecības pamatvienādojumam, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Par “n” dzimumzīmju skaitu, PV=nRT
Kas ir Van der Vālsa vienādojums?
Van der Vāla vienādojums ir ideālās gāzes likuma modificēta versija. Šo vienādojumu var izmantot gan ideālām, gan reālām gāzēm. Ideālās gāzes likumu nevar izmantot reālām gāzēm, jo gāzes molekulu tilpums ir ievērojams, salīdzinot ar reālās gāzes tilpumu, un starp reālām gāzes molekulām pastāv pievilkšanas spēki (ideālajām gāzes molekulām ir niecīgs tilpums salīdzinājumā ar kopējo tilpumu, un starp gāzes molekulām nav pievilkšanās spēku). Van der Vāla vienādojumu var sniegt šādi.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Šeit “a” ir konstante, kas ir atkarīga no gāzes veida, un b ir arī konstante, kas norāda tilpumu uz vienu gāzes molu (ko aizņem gāzes molekulas). Tie tiek izmantoti kā ideālā likuma vienādojuma labojumi.
Attēls 01: reālās gāzes darbojas citādi nekā ideālās gāzes
Skaļuma korekcija
Reālas gāzes molekulas tilpums nav nenozīmīgs (atšķirībā no ideālajām gāzēm). Tāpēc tiek veikta skaļuma korekcija. (V-b) ir skaļuma korekcija. Tas parāda faktisko tilpumu, kas ir pieejams gāzes molekulas kustībai (faktiskais tilpums=kopējais tilpums – efektīvais tilpums).
Spiediena korekcija
Gāzes spiediens ir spiediens, ko gāzes molekula rada uz tvertnes sieniņu. Tā kā starp reālām gāzes molekulām pastāv pievilkšanās spēki, spiediens atšķiras no ideālās uzvedības spiediena. Pēc tam jāveic spiediena korekcija. (P + a{n/V}2) ir spiediena korekcija. (Ideālais spiediens=novērotais spiediens + spiediena korekcija).
Kāda ir atšķirība starp ideālās gāzes likumu un Van der Vālsa vienādojumu?
Ideāls gāzes likums pret Van der Vālsa vienādojumu |
|
| Ideāls gāzes likuma vienādojums ir ķīmijas pamatlikums. | Van der Vāla vienādojums ir ideālās gāzes likuma modificēta versija. |
| Vienādojums | |
| Ideāls gāzes likuma vienādojums ir PV=NkT | Van der Vāla vienādojums ir (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Daba | |
| Ideālā gāzes likuma vienādojums nav modificēta versija. | Van der Vāla vienādojums ir modificēta versija ar dažām korekcijām attiecībā uz reālās gāzes spiedienu un tilpumu. |
| Komponenti | |
| Ideālās gāzes likuma vienādojums ir dots ideālām gāzēm. | Van der Vāla vienādojumu var izmantot gan ideālām, gan reālām gāzēm. |
Kopsavilkums - ideāls gāzes likums pret Van der Vālsa vienādojumu
Gāzveida stāvoklis ir viena no trim galvenajām matērijas fāzēm. Gāzes uzvedību un īpašības var noteikt vai paredzēt, izmantojot gāzes likumus. Ideālās gāzes likums ir pamatlikums, ko var izmantot ideālām gāzēm. Bet, apsverot reālās gāzes, ideālās gāzes likuma vienādojums ir jāmaina. Atšķirība starp ideālās gāzes likumu un van der Vāla vienādojumu ir tāda, ka ideālās gāzes likuma vienādojums ir dots ideālām gāzēm, turpretim Van der Vāla vienādojumu var izmantot gan ideālām, gan reālām gāzēm.
