Ključna razlika – Zakon o idealnom plinu u odnosu na Van der Waalsovu jednadžbu
Zakon o idealnom plinu temeljni je zakon dok je Van der Waalsova jednadžba modificirana verzija zakona o idealnom plinu. Ključna razlika između zakona idealnog plina i van der Waalsove jednadžbe je u tome što se jednadžba zakona idealnog plina koristi za idealne plinove, dok se Van der Waalova jednadžba može koristiti i za idealne plinove i za stvarne plinove.
Plinovi su spojevi koji postoje u plinovitoj fazi tvari. Kako bi se razumjelo ponašanje i svojstva plina, koriste se plinski zakoni. Ovi plinski zakoni se koriste za opisivanje svojstava idealnih plinova. Idealni plin je hipotetski plinoviti spoj koji ima jedinstvene karakteristike, tj. ne postoje privlačne sile između molekula idealnog plina. Međutim, stvarni plinovi su vrlo različiti od idealnih plinova. Ali neki se stvarni plinovi ponašaju kao idealni plinovi kada su osigurani odgovarajući uvjeti (visoke temperature i niski tlakovi). Stoga se zakoni o plinu modificiraju prije nego što se koriste sa stvarnim plinovima.
Što je jednadžba zakona idealnog plina?
Jednadžba zakona idealnog plina temeljni je zakon u kemiji. Zakon idealnog plina pokazuje da je umnožak tlaka i volumena idealnog plina izravno proporcionalan umnošku temperature i broja čestica idealnog plina. Jednadžba zakona o idealnom plinu može se dati na sljedeći način.
PV=NkT
Gdje je P tlak, V volumen, N broj čestica plina, a T temperatura idealnog plina. "k" je konstanta proporcionalnosti poznata kao Boltzmannova konstanta (vrijednost ove konstante je 1.38 x 10-23 J/K). Međutim, najčešći oblik ove jednadžbe je sljedeći.
PV=nRT
Gdje je P tlak, V volumen, n broj molova plina, a T temperatura plina. R je poznat kao univerzalna plinska konstanta (8,314 Jmol-1K-1). Ova se jednadžba može dobiti na sljedeći način.
Boltzmannova konstanta (k)=R/N
Primjenom ovog odnosa na temeljnu jednadžbu, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Za “n” broj madeža, PV=nRT
Što je Van der Waalsova jednadžba?
Van der Waalova jednadžba je modificirana verzija zakona o idealnom plinu. Ova se jednadžba može koristiti za idealne plinove kao i za stvarne plinove. Zakon idealnog plina ne može se koristiti za stvarne plinove jer je volumen molekula plina znatan u usporedbi s volumenom stvarnog plina, a između molekula realnog plina postoje sile privlačenja (molekule idealnog plina imaju zanemariv volumen u usporedbi s ukupnim volumenom, a između molekula plina nema sila privlačenja). Van der Waalova jednadžba može se dati na sljedeći način.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Ovdje je "a" konstanta koja ovisi o vrsti plina, a b je također konstanta koja daje volumen po molu plina (koji zauzimaju molekule plina). Oni se koriste kao korekcije jednadžbe idealnog zakona.
Slika 01: Pravi plinovi ponašaju se drugačije od idealnih plinova
Ispravak glasnoće
Volumen molekule realnog plina nije zanemariv (za razliku od idealnih plinova). Stoga se vrši korekcija volumena. (V-b) je korekcija volumena. To daje stvarni volumen koji je dostupan za kretanje molekule plina (stvarni volumen=ukupni volumen – efektivni volumen).
Korekcija tlaka
Tlak plina je pritisak kojim molekula plina djeluje na stijenku posude. Budući da između stvarnih molekula plina postoje sile privlačenja, tlak se razlikuje od tlaka idealnog ponašanja. Zatim treba napraviti korekciju tlaka. (P + a{n/V}2) je korekcija tlaka. (Idealni tlak=promatrani tlak + korekcija tlaka).
Koja je razlika između zakona idealnog plina i Van der Waalsove jednadžbe?
Zakon idealnog plina protiv Van der Waalsove jednadžbe |
|
| Jednadžba zakona o idealnom plinu temeljni je zakon u kemiji. | Van der Waalova jednadžba je modificirana verzija zakona o idealnom plinu. |
| Jednadžba | |
| Jednadžba zakona o idealnom plinu je PV=NkT | Van der Waalova jednadžba je (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Priroda | |
| Jednadžba zakona o idealnom plinu nije modificirana verzija. | Van der Waalova jednadžba je modificirana verzija s nekim korekcijama za tlak i volumen stvarnog plina. |
| Komponente | |
| Jednadžba zakona idealnog plina dana je za idealne plinove. | Van der Waalova jednadžba može se koristiti i za idealne plinove i za stvarne plinove. |
Sažetak – Zakon o idealnom plinu u odnosu na Van der Waalsovu jednadžbu
Plinovito stanje jedna je od tri glavne faze materije. Ponašanje i svojstva plina mogu se odrediti ili predvidjeti pomoću plinskih zakona. Zakon idealnog plina temeljni je zakon koji se može koristiti za idealne plinove. Ali kada se razmatraju stvarni plinovi, jednadžba zakona o idealnom plinu treba se modificirati. Razlika između zakona idealnog plina i van der Waalsove jednadžbe je u tome što je jednadžba zakona idealnog plina dana za idealne plinove, dok se Van der Waalova jednadžba može koristiti i za idealne plinove i za stvarne plinove.
