20 Παραδείγματα ιδανικού αερίου και πραγματικού αερίου

ο χημεία είναι το επιστήμη που μελετά τη σύνθεση και τους μετασχηματισμούς που μπορούν να συμβούν στην ύλη, σε οποιαδήποτε από τις μορφές της. Ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς σπουδών στη χημεία είναι αυτός του αέρια.

ο έννοια του φυσικού αερίου Ιδρύθηκε από τον Βέλγο χημικό Jan van Helmont. Για να εξηγηθεί η συμπεριφορά των αερίων, αναπτύχθηκαν διαφορετικές μαθηματικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας στατιστικά εργαλεία. Ωστόσο, ήταν απαραίτητο να απλουστευθούν και να τροποποιηθούν αυτές οι εξισώσεις επειδή δεν λειτουργούσαν για όλους τους τύπους αερίων, έτσι ορίστηκαν διαφορετικά μοντέλα αερίου (ιδανικό αέριο Γ πραγματικό αέριο, μεταξύ άλλων ενδιάμεσων προσεγγίσεων). Για παράδειγμα: άζωτο, ήλιο, μεθάνιο.

Υπό αυτήν την έννοια, θεσπίστηκαν τρεις νόμοι για να συσχετίζονται γενικά με τον όγκο, το θερμοκρασία και η πίεση των αερίων:

Οπου Π₁, Β₁ Γ Τ₁είναι η αρχική πίεση, ο όγκος και η θερμοκρασία του αερίου αντίστοιχα, και Π₂, Β₂ Γ Τ₂ είναι οι τελικοί.

Έτσι, σχετικά με τους τρεις νόμους, αποκτούμε το Γενικός νόμος για το φυσικό αέριο,

PV / T = C όπου ντο είναι μια σταθερά που εξαρτάται από την ποσότητα του αερίου.

Ιδανικά παραδείγματα αερίου

ο ιδανικό αέριο είναι ένα θεωρητικό μοντέλο που αντιπροσωπεύει ένα αέριο που δεν υπάρχει πραγματικά. Είναι ένα εργαλείο για τη διευκόλυνση ενός μεγάλου αριθμού μαθηματικών υπολογισμών, καθώς απλοποιεί σε μεγάλο βαθμό την περίπλοκη συμπεριφορά ενός αερίου. Αυτό το αέριο θεωρείται ότι αποτελείται από σωματίδια που ούτε προσελκύουν ούτε απωθούν το ένα το άλλο και των οποίων οι συγκρούσεις είναι απολύτως ελαστικές. Είναι ένα μοντέλο που αποτυγχάνει εάν το αέριο υποβάλλεται σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.

ο γενική εξίσωση Το ιδανικό αέριο προκύπτει από το συνδυασμό των νόμων του Boyle-Mariotte, του Charles και του Gay Lussac με τον νόμο του Avogadro. Ο νόμος του Avogadro δηλώνει ότι εάν διαφορετικές αέριες ουσίες περιέχονται σε ίσους όγκους και υπόκεινται στην ίδια πίεση και θερμοκρασία, τότε έχουν την ίδια αριθμός σωματιδίων. Έτσι, η ιδανική εξίσωση αερίου κατάστασης είναι:

Οπου ν είναι ο αριθμός γραμμομορίων του αερίου και Ρ είναι η σταθερά αερίου ίση με 8,314 J / Kmol.

Δεν είναι δυνατή η δημιουργία ειδικής λίστας ιδανικών αερίων, δεδομένου ότι είναι α υποθετικό αέριο. Το e μπορεί να απαριθμήσει ένα σύνολο αερίων (συμπεριλαμβανομένων των ευγενών αερίων) των οποίων η επεξεργασία μπορεί να προσεγγιστεί με εκείνη των αερίων ιδανικό, επειδή τα χαρακτηριστικά είναι παρόμοια, αρκεί οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας να είναι κανονικός.

1. Άζωτο (Ν₂)
2. Οξυγόνο (Ο₂)
3. Υδρογόνο (Η₂)
4. Διοξείδιο του άνθρακα (CO₂)
5. Ήλιο (Αυτός)
6. Νέον (Νε)
7. Αργόν (Ar)
8. Κρίπτον (Κρ)
9. Ξένον (Xe)
10. Ραδόνιο (Rn)

Παραδείγματα πραγματικών αερίων

ο πραγματικά αέρια Είναι εκείνοι που έχουν θερμοδυναμική συμπεριφορά και γι 'αυτό δεν ακολουθούν την ίδια εξίσωση κατάστασης με τα ιδανικά αέρια. Σε υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία, τα αέρια πρέπει αναπόφευκτα να θεωρηθούν πραγματικά, διότι στην περίπτωση αυτή οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων τους αυξάνονται.

ο ουσιαστική διαφορά μεταξύ του ιδανικού αερίου και του πραγματικού αερίου είναι ότι το τελευταίο δεν μπορεί να συμπιεστεί επ 'αόριστον, αλλά η ικανότητα συμπίεσής του σχετίζεται με τα επίπεδα πίεσης και θερμοκρασίας.

Έχουν αναπτυχθεί διαφορετικές εξισώσεις για να εξηγήσουν τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι αυτό που παρέχει ο Van der Waals το 1873, το οποίο πρέπει να εφαρμόζεται υπό συνθήκες υψηλής πίεσης. ο Εξίσωση Van der Waals αντιπροσωπεύεται ως:

Οπου προς τηνΓ σιΕίναι σταθερές που αναφέρονται στη φύση κάθε αερίου.

Η παρακάτω λίστα εμφανίζει μερικά παραδείγματα πραγματικών αερίων, αν και μπορείτε επίσης να τα προσθέσετε ήδη έχουν καταχωριστεί ως ιδανικά αέρια, αλλά αυτή τη φορά σε περιβάλλον υψηλής πίεσης ή / και χαμηλής θερμοκρασία.

1. Αμμωνία (NH₃)
2. Μεθάνιο (CH₄)
3. Αιθάνιο (CH₃Χ.Χ.₃)
4. Αιθένιο (CH₂Χ.Χ.₂)
5. Προπάνιο (CH₃Χ.Χ.₂Χ.Χ.₃)
6. Βουτάνιο (CH₃Χ.Χ.₂Χ.Χ.₂Χ.Χ.₃)

Ακολουθήστε με: