Differenza tra gas reale e ideale

Differenza principale - Gas reale vs ideale

Un gas è un tipo di stato fisico in cui la materia può esistere. Quando le particelle o le molecole di un composto sono libere di muoversi ovunque all'interno di un contenitore, questo composto è chiamato gas. Lo stato gassoso è diverso dagli altri due stati fisici (stato solido e liquido) in base al modo in cui le particelle o le molecole sono imballate. Un vero gas è un composto gassoso che esiste davvero. Un gas ideale è un composto gassoso che non esiste nella realtà ma è un gas ipotetico. Tuttavia, alcuni composti gassosi mostrano un comportamento approssimativamente simile a quello dei gas ideali a specifiche condizioni di temperatura e pressione. Pertanto, possiamo applicare le leggi del gas per quel tipo di gas reali assumendo che siano gas ideali. Anche se vengono fornite le condizioni adeguate, un gas reale non può diventare 100% vicino al comportamento di un gas ideale a causa delle differenze tra gas reale e gas ideale. La principale differenza tra il gas reale e quello ideale è quello le molecole di gas reali hanno forze intermolecolari mentre un gas ideale non ha forze intermolecolari.

Aree chiave coperte

1. Cos'è un vero gas
     - Definizione, Proprietà specifiche
2. Che cos'è un gas ideale
     - Definizione, Proprietà specifiche
3. Qual è la differenza tra gas reale e ideale
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: gas, gas ideale, leggi del gas, forze intermolecolari, gas reale

Cos'è un vero gas

Un vero gas è un composto gassoso che esiste davvero nell'ambiente. Questi gas reali sono composti da diversi atomi o molecole che sono chiamate particelle. Queste particelle di gas sono in costante movimento. Una particella di gas ha un volume e una massa definiti. Pertanto, un gas ha un volume e una massa definiti. Il volume di un gas è considerato come il volume del contenitore in cui viene tenuto il gas.

Alcuni gas reali sono composti da atomi. Ad esempio, il gas elio è composto da atomi di elio. Ma altri gas sono composti da molecole. Ad esempio, gas azoto è composto da N₂ molecole. Pertanto, questi gas hanno una massa e un volume.

Inoltre, le molecole di gas reali hanno attrazioni intermolecolari tra di loro. Queste forze di attrazione sono chiamate interazioni di Van Der Waal. Queste forze di attrazione sono deboli. Le collisioni tra le molecole di gas reali non sono elastiche. Questo significa che quando due particelle di gas reali si colloidano tra loro, si può osservare un cambiamento nell'energia della particella e un cambiamento nella direzione del suo movimento.

Tuttavia, alcuni gas reali possono comportarsi come gas ideali in condizioni di bassa pressione e alta temperatura. A temperature elevate, l'energia cinetica delle molecole di gas aumenta. Pertanto il moto delle molecole di gas si accelera. Ciò si traduce in interazioni intermolecolari minori o nulle tra le molecole di gas reali.

Pertanto, a basse pressioni e condizioni di alta temperatura, possiamo applicare le leggi del gas per i gas reali. Ad esempio, a bassa pressione e alta temperatura;

PV / nRT ≈ 1

Dove P è la pressione del gas,

               V è il volume del gas,

               n è il numero di moli di gas,

               R è la costante di gas ideale e

               T è la temperatura del sistema.

Questo valore è chiamato il fattore di compressibilità. È un valore che viene utilizzato come fattore di correzione per la deviazione di una proprietà di un gas reale da un gas ideale. Ma per i veri gas PV ≠ nRT.

Figura 1: Fattore di compressibilità per diversi gas rispetto a quello di un gas ideale

Sebbene il valore di PV / nRT non sia esattamente uguale a 1, è un valore approssimativamente uguale a condizioni di bassa pressione e alta temperatura.

Che cos'è un gas ideale

Un gas ideale è un gas ipotetico che non esiste realmente nell'ambiente. Il concetto di gas ideale è stato introdotto poiché il comportamento dei gas reali è complicato e diverso l'uno dall'altro e il comportamento di un gas reale può essere descritto rispetto alle proprietà di un gas ideale.

I gas ideali sono composti gassosi composti da molecole molto piccole che hanno un volume e una massa trascurabili. Come già sappiamo, tutti i gas reali sono composti da atomi o molecole che hanno un volume e una massa definiti. Le collisioni tra le molecole di gas ideali sono elastiche. Ciò significa che non ci sono cambiamenti nell'energia cinetica o nella direzione del movimento della particella del gas.

Non ci sono forze di attrazione tra le particelle di gas ideali. Pertanto, le particelle si muovono qui e là liberamente. Tuttavia, i gas ideali possono diventare gas reali a pressioni elevate e basse temperature poiché le particelle di gas si avvicinano l'una all'altra con una ridotta energia cinetica che provocherà la formazione di forze intermolecolari.

Figura 2: Il comportamento del gas ideale rispetto al gas He e al gas CO2

Un gas ideale obbedisce a tutte le leggi del gas senza alcuna supposizione. Il valore per PV / nRT per un gas ideale è uguale a 1. Pertanto, il valore per PV è uguale al valore per nRT. Se questo valore (fattore di compressibilità) è uguale a 1 per un gas particolare, allora è un gas ideale.  

Differenza tra gas reale e ideale

Definizione

Gas reale: Un vero gas è un composto gassoso che esiste davvero nell'ambiente.

Gas ideale: Un gas ideale è un gas ipotetico che non esiste realmente nell'ambiente.

Attrazioni Intermolecolari

Gas reale: Esistono forze di attrazione intermolecolari tra particelle di gas reali.

Gas ideale: Non ci sono forze di attrazione intermolecolare tra particelle di gas ideali.

Particella di gas

Gas reale: Le particelle in un gas reale hanno un volume e una massa definiti.

Gas ideale: Le particelle in un gas ideale non hanno un volume e una massa definiti.

collisioni

Gas reale: Le collisioni tra le molecole di gas reali non sono elastiche.

Gas ideale: Le collisioni tra le molecole di gas ideali sono elastiche.

Energia cinetica

Gas reale: L'energia cinetica delle particelle di gas reali viene cambiata con le collisioni.

Gas ideale: L'energia cinetica delle particelle di gas ideali è costante.

Cambiamento nello stato

Gas reale: Un gas reale può comportarsi come un gas ideale in condizioni di bassa pressione e alta temperatura.

Gas ideale: Un gas ideale può comportarsi come un gas reale in condizioni di alta pressione e bassa temperatura.

Conclusione

I gas reali sono composti gassosi che esistono davvero nell'ambiente. Ma i gas ideali sono gas ipotetici che in realtà non esistono. Questi gas ideali possono essere utilizzati per comprendere il comportamento dei gas reali. Quando si applica una legge sui gas per un gas reale, possiamo presumere che i gas reali si comportino come gas ideali a basse pressioni e condizioni di alta temperatura. Ma il modo accurato è usare i fattori di correzione per i calcoli piuttosto che assumere. I fattori di correzione si ottengono determinando la differenza tra gas reale e gas ideale.

Riferimenti:

1. "Real Gases". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 1 febbraio 2016, disponibile qui. Accesso 6 settembre 2017.
2. "Fattore di compressibilità." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 agosto 2017, disponibile qui. Accesso 6 settembre 2017.
3. "Gas ideale." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 agosto 2017, disponibile qui. Accesso 6 settembre 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Fattore Z vs" di Antoni Salvà - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia