Razlika med realnim in idealnim plinom - Razlika Med

Razlika med realnim in idealnim plinom

Glavna razlika - Real vs Ideal Gas

Plin je vrsta fizičnega stanja, v katerem lahko obstaja materija. Ko se delci ali molekule spojine prosto premikajo kjerkoli znotraj vsebnika, se ta spojina imenuje plin. Plinsko stanje se razlikuje od drugih dveh fizikalnih stanj (trdno in tekoče stanje) glede na to, kako so delci ali molekule pakirani. Pravi plin je plinasta spojina, ki resnično obstaja. Idealni plin je plinasta spojina, ki v resnici ne obstaja, ampak je hipotetični plin. Vendar pa nekatere plinaste spojine kažejo približno enako obnašanje kot idealni plini pri določenih pogojih temperature in tlaka. Zato lahko za te prave pline uporabimo plinske zakone, če predpostavimo, da so idealni plini. Čeprav so zagotovljeni ustrezni pogoji, pravi plin ne more postati 100% blizu obnašanja idealnega plina zaradi razlik med realnim in idealnim plinom. Glavna razlika med realnim in idealnim plinom je ta prave plinske molekule imajo medmolekularne sile, medtem ko idealen plin nima medmolekularnih sil.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je pravi plin
     
- Definicija, posebne lastnosti
2. Kaj je idealen plin
     
- Definicija, posebne lastnosti
3. Kakšna je razlika med realnim in idealnim plinom
     
- Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: plin, idealni plin, zakoni o plinu, medmolekularne sile, pravi plin


Kaj je pravi plin

Pravi plin je plinasta spojina, ki resnično obstaja v okolju. Ti prave pline so sestavljeni iz različnih atomov ali molekul, ki se imenujejo delci. Ti delci plina so v stalnem gibanju. Plinski delci imajo določen volumen in maso. Zato ima plin določen volumen in maso. Prostornina plina se šteje kot prostornina posode, v kateri je plin.

Nekateri prave pline so sestavljeni iz atomov. Na primer, plin helija je sestavljen iz atomov helija. Drugi plini pa so sestavljeni iz molekul. Na primer, dušikov plin sestavlja N2 molekul. Zato imajo ti plini maso in prostornino.

Poleg tega imajo prave plinske molekule medmolekularne privlačnosti med njimi. Te privlačne sile se imenujejo Van Der Waalove interakcije. Te privlačne sile so šibke. Trki med realnimi plinskimi molekulami niso elastični. To pomeni, da se lahko opazita sprememba energije delca in sprememba smeri gibanja prahu.

Nekateri prave pline pa se lahko ob nizkem tlaku in pri visokih temperaturah obnašajo kot idealni plini. Pri visokih temperaturah se kinetična energija plinskih molekul poveča. Zato se gibanje plinskih molekul pospeši. To ima za posledico manj ali nobenih intermolekularnih interakcij med resničnimi plinskimi molekulami.

Zato lahko pri nizkem tlaku in visokih temperaturnih pogojih uporabimo plinske zakone za prave pline. Na primer pri nizkem tlaku in visoki temperaturi;

PV / nRT ≈ 1

Kjer je P tlak plina,

V je volumen plina,

n število molov plina,

R je konstanto idealnega plina in

T je temperatura sistema.

Ta vrednost se imenuje faktor stisljivosti. To je vrednost, ki se uporablja kot korekcijski faktor za odstopanje lastnosti pravega plina od idealnega plina. Toda za prave pline PV R nRT.


Slika 1: Faktor stisljivosti za različne pline glede na idealni plin

Čeprav vrednost PV / nRT ni natančno enaka 1, je približno enaka vrednost pri pogojih nizkega tlaka in visokih temperatur.

Kaj je idealen plin

Idealni plin je hipotetični plin, ki v okolju dejansko ne obstaja. Uveden je bil pojem idealnega plina, ker je obnašanje realnih plinov zapleteno in različno drug od drugega, obnašanje pravega plina pa je mogoče opisati glede na lastnosti idealnega plina.

Idealni plini so plinaste spojine, ki so sestavljene iz zelo majhnih molekul, ki imajo zanemarljiv volumen in maso. Kot vemo, so vsi realni plini sestavljeni iz atomov ali molekul, ki imajo določen volumen in maso. Trki med idealnimi plinskimi molekulami so elastični. To pomeni, da ni spremembe v kinetični energiji ali v smeri gibanja delca plina.

Med delci idealnih plinov ni privlačnih sil. Zato se tu in tam gibljejo delci prosto. Vendar pa lahko idealni plini postanejo pravi plini pri visokih tlakih in nizkih temperaturah, saj se plinski delci med seboj približujejo z zmanjšano kinetično energijo, ki bo povzročila nastanek medmolekularnih sil.


Slika 2: Obnašanje plinov Ideal glede na plin He in CO2

Idealni plin ne upošteva vseh zakonov o plinu brez predpostavk. Vrednost PV / nRT za idealni plin je enaka 1. Zato je vrednost PV enaka vrednosti za nRT. Če je ta vrednost (faktor stisljivosti) enaka 1 za določen plin, potem je to idealen plin.

Razlika med realnim in idealnim plinom

Opredelitev

Realni plin: Pravi plin je plinasta spojina, ki resnično obstaja v okolju.

Idealni plin: Idealni plin je hipotetični plin, ki v okolju dejansko ne obstaja.

Medmolekularne zanimivosti

Realni plin: Med realnimi delci plina obstajajo medmolekularne sile privlačnosti.

Idealni plin: Med delci idealnih plinov ni medmolekularnih privlačnih sil.

Plinske delce

Realni plin: Delci pravega plina imajo določen volumen in maso.

Idealni plin: Delci v idealnem plinu nimajo določenega volumna in mase.

Trki

Realni plin: Trki med realnimi plinskimi molekulami niso elastični.

Idealni plin: Trki med idealnimi plinskimi molekulami so elastični.

Kinetična energija

Realni plin: Kinetična energija realnih plinastih delcev se spreminja s trki.

Idealni plin: Kinetična energija delcev idealnih plinov je konstantna.

Sprememba v državi

Realni plin: Pravi plin se lahko vede kot idealen plin pri nizkem tlaku in pogojih visoke temperature.

Idealni plin: Idealni plin se lahko obnaša kot pravi plin pri visokem tlaku in pri nizkih temperaturah.

Zaključek

Realni plini so plinaste spojine, ki v okolju resnično obstajajo. Toda idealni plini so hipotetični plini, ki dejansko ne obstajajo. Te idealne pline lahko uporabimo za razumevanje obnašanja pravega plina. Pri uporabi plina za pravi plin lahko predpostavimo, da se pravi plinovi ob nizkem tlaku in visokih temperaturnih pogojih obnašajo kot idealni plini. Toda natančen način je, da uporabimo korekcijske faktorje za izračune in ne predpostavimo. Korekcijske faktorje dobimo z določitvijo razlike med realnim in idealnim plinom.

Reference:

1. “Real Gases.” Chemistry LibreTexts, Libretexts, 1. februar 2016,