Ključna razlika – zakon idealnega plina proti Van der Waalsovi enačbi
Zakon idealnega plina je temeljni zakon, medtem ko je Van der Waalsova enačba spremenjena različica zakona idealnega plina. Ključna razlika med zakonom o idealnem plinu in van der Waalsovo enačbo je, da se enačba zakona o idealnem plinu uporablja za idealne pline, medtem ko se lahko Van der Waalova enačba uporablja tako za idealne pline kot za realne pline.
Plini so spojine, ki obstajajo v plinasti fazi snovi. Za razumevanje obnašanja in lastnosti plina se uporabljajo plinski zakoni. Ti plinski zakoni se uporabljajo za opisovanje lastnosti idealnih plinov. Idealni plin je hipotetična plinasta spojina, ki ima edinstvene značilnosti, tj. med molekulami idealnega plina ni privlačnih sil. Vendar se realni plini zelo razlikujejo od idealnih plinov. Toda nekateri realni plini se ob ustreznih pogojih (visoke temperature in nizki tlaki) obnašajo kot idealni plini. Zato se plinski zakoni spremenijo, preden se uporabijo z resničnimi plini.
Kaj je enačba zakona idealnega plina?
Enačba zakona idealnega plina je temeljni zakon v kemiji. Zakon idealnega plina kaže, da je zmnožek tlaka in prostornine idealnega plina neposredno sorazmeren z zmnožkom temperature in števila delcev idealnega plina. Enačbo zakona o idealnem plinu je mogoče podati kot spodaj.
PV=NkT
Kjer je P tlak, V prostornina, N število delcev plina in T temperatura idealnega plina. "k" je konstanta sorazmernosti, znana kot Boltzmannova konstanta (vrednost te konstante je 1.38 x 10-23 J/K). Vendar je najpogostejša oblika te enačbe naslednja.
PV=nRT
Kjer je P tlak, V prostornina, n število molov plina in T temperatura plina. R je znan kot univerzalna plinska konstanta (8,314 Jmol-1K-1). To enačbo lahko dobite na naslednji način.
Boltzmannova konstanta (k)=R/N
Z uporabo tega razmerja v osnovni enačbi, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Za “n” število molov, PV=nRT
Kaj je Van der Waalsova enačba?
Van der Waalova enačba je modificirana različica zakona o idealnem plinu. To enačbo lahko uporabimo tako za idealne kot tudi za realne pline. Zakona o idealnem plinu ni mogoče uporabiti za realne pline, ker je prostornina molekul plina precejšnja v primerjavi z prostornino realnega plina in obstajajo privlačne sile med molekulami realnega plina (molekule idealnega plina imajo zanemarljivo prostornino v primerjavi s celotno prostornino in med molekulami plina ni privlačnih sil). Van der Waalovo enačbo lahko podate kot spodaj.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Tukaj je "a" konstanta, ki je odvisna od vrste plina, b pa je tudi konstanta, ki podaja prostornino na mol plina (ki ga zasedajo molekule plina). Uporabljajo se kot popravki enačbe idealnega zakona.
Slika 01: Realni plini se obnašajo drugače kot idealni plini
Popravek glasnosti
Prostornina molekule realnega plina ni zanemarljiva (za razliko od idealnih plinov). Zato je opravljen popravek glasnosti. (V-b) je popravek glasnosti. To daje dejansko prostornino, ki je na voljo za premikanje molekul plina (dejanska prostornina=skupna prostornina – efektivna prostornina).
Korekcija pritiska
Tlak plina je pritisk, s katerim molekula plina deluje na steno posode. Ker med realnimi molekulami plina obstajajo privlačne sile, se tlak razlikuje od tlaka idealnega obnašanja. Nato je treba opraviti korekcijo tlaka. (P + a{n/V}2) je korekcija tlaka. (Idealni tlak=opazovani tlak + korekcija tlaka).
Kakšna je razlika med zakonom idealnega plina in Van der Waalsovo enačbo?
Zakon idealnega plina proti Van der Waalsovi enačbi |
|
| Enačba zakona idealnega plina je temeljni zakon v kemiji. | Van der Waalova enačba je modificirana različica zakona o idealnem plinu. |
| Enačba | |
| Enačba zakona o idealnem plinu je PV=NkT | Van der Waalova enačba je (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Narava | |
| Enačba zakona o idealnem plinu ni spremenjena različica. | Van der Waalova enačba je spremenjena različica z nekaj popravki za tlak in prostornino realnega plina. |
| Komponente | |
| Za idealne pline je podana enačba zakona o idealnem plinu. | Van der Waalovo enačbo lahko uporabimo tako za idealne kot za realne pline. |
Povzetek – Zakon idealnega plina proti Van der Waalsovi enačbi
Plinasto stanje je ena od treh glavnih faz snovi. Obnašanje in lastnosti plina je mogoče določiti ali predvideti z uporabo plinskih zakonov. Zakon o idealnem plinu je temeljni zakon, ki se lahko uporablja za idealne pline. Toda pri obravnavi realnih plinov je treba enačbo zakona o idealnem plinu spremeniti. Razlika med zakonom o idealnem plinu in van der Waalsovo enačbo je v tem, da je enačba zakona o idealnem plinu podana za idealne pline, medtem ko se Van der Waalova enačba lahko uporablja tako za idealne kot za realne pline.
