Kluczowa różnica - uniwersalna stała gazu a charakterystyczna stała gazu
Faza gazowa jest jedną z trzech głównych faz, w których może istnieć materia. Jest to najbardziej ściśliwy stan z trzech stanów skupienia materii. Tylko 11 pierwiastków z innych pierwiastków istnieje jako gazy w normalnych warunkach. Jednak „prawo gazu idealnego” daje nam równanie, które można wykorzystać do wyjaśnienia zachowania normalnego gazu. Ma stałą proporcjonalności, która nazywa się uniwersalną stałą gazową, a gdy jest stosowana do rzeczywistego gazu, ta stała jest używana z modyfikacją. Wtedy nazywa się to charakterystyczną stałą gazową. Kluczowa różnica między uniwersalną stałą gazową a charakterystyczną stałą gazową polega na tym, że uniwersalna stała gazowa ma zastosowanie tylko do gazów idealnych, podczas gdy charakterystyczna stała gazowa ma zastosowanie do gazów rzeczywistych.
Co to jest uniwersalna stała gazu?
Cząsteczki gazu są zdolne do swobodnego ruchu w przestrzeni, ponieważ są bardzo lekkimi cząsteczkami. Siły między cząsteczkami gazu są słabymi siłami przyciągania Van Der Waala. Jednak, aby wyjaśnić zachowanie gazu, naukowcy wyprowadzili teorie używając hipotetycznego gazu zwanego gazem idealnym. Wyprowadzili również prawo dotyczące tego gazu doskonałego, znane jako prawo gazu doskonałego.
Po pierwsze, powinniśmy wiedzieć, co oznacza gaz doskonały. Jest to hipotetyczny gaz, który miałby następujące właściwości, gdyby był gazem rzeczywistym. To tylko założenia.
- Gaz doskonały składa się z dużej liczby małych cząsteczek gazu.
- Objętość tych cząsteczek gazu jest znikoma.
- Nie ma przyciągania między cząsteczkami gazu.
- Ruch tych cząsteczek gazu jest zgodny z prawem ruchu Newtona.
- Zderzenia cząsteczek są całkowicie elastyczne.
Przyglądając się tym właściwościom, zrozumiałe jest, że żaden z rzeczywistych gazów nie jest idealny.
Co to jest prawo dotyczące gazu doskonałego
Prawo gazu doskonałego wskazuje stan gazu doskonałego i jest wyjaśnione następującym równaniem.
PV=nRT
P – Ciśnienie gazu doskonałego
V – Objętość gazu doskonałego
n – Liczba moli gazu doskonałego (ilość substancji)
T – Temperatura
Termin R jest tutaj uniwersalną stałą gazową. Wartość R można obliczyć, biorąc pod uwagę standardową temperaturę i ciśnienie, które wynoszą 00C i ciśnienie 1atm. Daje to wartość uniwersalnej stałej gazowej jako 0,082057 L/(K.mol).
Co to jest charakterystyczna stała gazu?
W przypadku stosowania równania gazu doskonałego dla gazów normalnych powyższe równanie wymaga modyfikacji, ponieważ żaden z gazów rzeczywistych nie zachowuje się jak gaz doskonały. W związku z tym stosuje się tam charakterystyczną stałą gazową zamiast uniwersalnej stałej gazowej. Poniżej wymieniono właściwości gazów rzeczywistych, które różnią się od gazów doskonałych.
- Gazy rzeczywiste składają się z rozróżnialnych dużych cząsteczek w porównaniu z gazami idealnymi.
- Te cząsteczki gazu mają określoną objętość.
- Pomiędzy cząsteczkami gazu występują słabe siły Van Der Waala.
- Kolizje nie są całkowicie elastyczne.
Dlatego równanie dotyczące gazu doskonałego nie może być zastosowane bezpośrednio do gazu rzeczywistego. W ten sposób dokonuje się prostej modyfikacji; uniwersalna stała gazowa jest dzielona przez masę molową gazu przed zastosowaniem jej w równaniu. Można to przedstawić w następujący sposób.
Rspecyficzne=R/M
Rspecyficzne –Charakterystyczna stała gazowa
R – Uniwersalna stała gazowa
M – Masa molowa gazu
Może być używany nawet do mieszanki gazów. Następnie stałą R należy podzielić przez masę molową mieszaniny gazów. Ta charakterystyczna stała gazowa jest również znana jako specyficzna stała gazowa, ponieważ jej wartość zależy od gazu lub mieszaniny gazów.
Rysunek 01: Gaz idealny kontra gaz rzeczywisty
Jaka jest różnica między uniwersalną stałą gazu a charakterystyczną stałą gazu?
Uniwersalna stała gazu a charakterystyczna stała gazu |
|
| Uniwersalna stała gazu jest stosowana tylko dla gazu doskonałego. | Charakterystyczna stała gazu jest stosowana dla gazu rzeczywistego. |
| Obliczenia | |
| Uniwersalna stała gazu jest obliczana przy użyciu standardowych wartości temperatury i ciśnienia (STP). | Charakterystyczna stała gazu jest obliczana na podstawie wartości STP wraz z masą molową gazu rzeczywistego. |
| Związek z gazem | |
| Uniwersalna stała gazowa jest niezależna od pobieranego gazu. | Charakterystyczna stała gazu zależy od gazu. |
| Wartość | |
| Wartość uniwersalnej stałej gazowej wynosi 0,082057 l/(K.mol). | Wartość charakterystycznej stałej gazowej zawsze będzie zależeć od gazu. |
Podsumowanie - uniwersalna stała gazu a charakterystyczna stała gazu
Gaz doskonały to hipotetyczny gaz, o którym zakłada się, że ma właściwości bardzo różne od rzeczywistego gazu. Powstaje prawo gazu doskonałego, aby wyjaśnić zachowanie gazu doskonałego. Jednak stosując tę stałą na gazach rzeczywistych, należy ją zmodyfikować, stosując charakterystyczną stałą gazową inną niż uniwersalna stała gazowa. To dlatego, że żaden z gazów rzeczywistych nie zachowuje się jak gaz doskonały. Główna różnica między uniwersalną stałą gazową a charakterystyczną stałą gazową polega na tym, że uniwersalna stała gazowa ma zastosowanie tylko do gazów idealnych, podczas gdy charakterystyczna stała gazowa ma zastosowanie do gazów rzeczywistych.
Pobierz wersję PDF uniwersalnej stałej gazowej w porównaniu ze stałą charakterystyczną gazową
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline, zgodnie z notatkami dotyczącymi cytowań. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między uniwersalną stałą gazową a charakterystyczną stałą gazową.
