Klíčový rozdíl – zákon ideálního plynu vs Van der Waalsova rovnice
Zákon ideálního plynu je základní zákon, zatímco Van der Waalsova rovnice je upravená verze zákona o ideálním plynu. Klíčový rozdíl mezi zákonem o ideálním plynu a van der Waalsovou rovnicí je ten, že rovnice zákona o ideálním plynu se používá pro ideální plyny, zatímco Van der Waalova rovnice může být použita jak pro ideální plyny, tak pro skutečné plyny.
Plyny jsou sloučeniny, které existují v plynné fázi hmoty. Abychom pochopili chování a vlastnosti plynu, používají se zákony plynu. Tyto plynové zákony se používají k popisu vlastností ideálních plynů. Ideální plyn je hypotetická plynná sloučenina, která má jedinečné vlastnosti, tj. mezi molekulami ideálního plynu nepůsobí žádné přitažlivé síly. Skutečné plyny se však od ideálních plynů velmi liší. Ale některé skutečné plyny se chovají jako ideální plyny, když jsou zajištěny správné podmínky (vysoké teploty a nízké tlaky). Proto jsou zákony o plynech upraveny před jejich použitím se skutečnými plyny.
Co je zákonná rovnice ideálního plynu?
Rovnice zákona o ideálním plynu je základním zákonem v chemii. Zákon ideálního plynu ukazuje, že součin tlaku a objemu ideálního plynu je přímo úměrný součinu teploty a počtu plynových částic ideálního plynu. Rovnice zákona o ideálním plynu může být uvedena níže.
PV=NkT
Kde P je tlak, V je objem, N je počet částic plynu a T je teplota ideálního plynu. „k“je konstanta úměrnosti známá jako Boltzmannova konstanta (hodnota této konstanty je 1.38 x 10-23 J/K). Nejběžnější forma této rovnice je však následující.
PV=nRT
Kde P je tlak, V je objem, n je počet molů plynu a T je teplota plynu. R je známá jako univerzální plynová konstanta (8,314 Jmol-1K-1). Tuto rovnici lze získat následovně.
Boltzmannova konstanta (k)=R/N
Použitím tohoto vztahu na základní rovnici, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Pro počet „n“molů
PV=nRT
Co je Van der Waalsova rovnice?
Van der Waalova rovnice je upravená verze zákona o ideálním plynu. Tuto rovnici lze použít pro ideální plyny i pro skutečné plyny. Zákon ideálního plynu nelze použít pro skutečné plyny, protože objem molekul plynu je ve srovnání s objemem skutečného plynu značný a mezi molekulami reálného plynu působí přitažlivé síly (molekuly ideálního plynu mají ve srovnání s celkovým objemem zanedbatelný objem). a mezi molekulami plynu nepůsobí žádné přitažlivé síly). Van der Waalova rovnice může být uvedena níže.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Zde „a“je konstanta, která závisí na typu plynu a b je také konstanta, která udává objem na mol plynu (obsazený molekulami plynu). Používají se jako opravy rovnice ideálního zákona.
Obrázek 01: Skutečné plyny se chovají jinak než ideální plyny
Oprava hlasitosti
Objem molekuly reálného plynu není zanedbatelný (na rozdíl od ideálních plynů). Proto se provádí korekce hlasitosti. (V-b) je objemová korekce. To udává skutečný objem, který je k dispozici pro pohyb molekuly plynu (skutečný objem=celkový objem – efektivní objem).
Korekce tlaku
Tlak plynu je tlak vyvíjený molekulou plynu na stěnu nádoby. Protože mezi molekulami reálného plynu působí přitažlivé síly, tlak se liší od tlaku ideálního chování. Poté by měla být provedena korekce tlaku. (P + a{n/V2) je korekce tlaku. (Ideální tlak=pozorovaný tlak + korekce tlaku).
Jaký je rozdíl mezi zákonem ideálního plynu a Van der Waalsovou rovnicí?
Zákon ideálního plynu vs Van der Waalsova rovnice |
|
| Rovnice zákona o ideálním plynu je základním zákonem v chemii. | Van der Waalova rovnice je upravená verze zákona o ideálním plynu. |
| Rovnice | |
| Ideální rovnice zákona o plynu je PV=NkT | Van der Waalova rovnice je (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Příroda | |
| Rovnice zákona o ideálním plynu není upravená verze. | Van der Waalova rovnice je upravená verze s některými korekcemi tlaku a objemu skutečného plynu. |
| Komponenty | |
| Rovnice zákona o ideálním plynu je dána pro ideální plyny. | Van der Waalova rovnice může být použita jak pro ideální plyny, tak pro skutečné plyny. |
Shrnutí – Zákon ideálního plynu vs Van der Waalsova rovnice
Plynné skupenství je jednou ze tří hlavních fází hmoty. Chování a vlastnosti plynu lze určit nebo předpovědět pomocí zákonů o plynu. Zákon ideálního plynu je základní zákon, který lze použít pro ideální plyny. Ale když uvažujeme o skutečných plynech, rovnice zákona o ideálním plynu by měla být upravena. Rozdíl mezi zákonem ideálního plynu a van der Waalsovou rovnicí je ten, že rovnice zákona o ideálním plynu je dána pro ideální plyny, zatímco Van der Waalova rovnice může být použita jak pro ideální plyny, tak pro skutečné plyny.
