Diferència clau: constant de gas universal i constant de gas característica
La fase gasosa és una de les tres fases principals que pot existir la matèria. És l'estat més compressible dels tres estats de la matèria. Només 11 elements d' altres elements existeixen com a gasos en condicions normals. Tanmateix, la "llei dels gasos ideals" ens dóna una equació que es pot utilitzar per explicar el comportament d'un gas normal. Té una constant de proporcionalitat que s'anomena constant de gas universal i quan s'aplica a un gas real, aquesta constant s'utilitza amb una modificació. Aleshores s'anomena constant de gas característica. La diferència clau entre la constant de gas universal i la constant de gas característica és que la constant de gas universal només s'aplica als gasos ideals, mentre que la constant de gas característica és aplicable als gasos reals.
Què és la constant de gas universal?
Les molècules de gas són capaços de moure's lliurement per tot l'espai ja que són molècules molt lleugeres. Les forces entre molècules de gas són forces d'atracció febles de Van Der Waal. Tanmateix, per tal d'explicar el comportament d'un gas, els científics han derivat teories utilitzant un gas hipotètic conegut com a gas ideal. També han derivat una llei sobre aquest gas ideal, que es coneix com la llei dels gasos ideals.
Primer, hauríem de saber què significa un gas ideal. És un gas hipotètic que mostraria les següents propietats si fos un gas real. Aquestes són només suposicions.
- Un gas ideal està format per un gran nombre de molècules de gas petites.
- El volum d'aquestes molècules de gas és insignificant.
- No hi ha atraccions entre les molècules de gas.
- El moviment d'aquestes molècules de gas obeeix la llei del moviment de Newton.
- Les col·lisions de molècules són completament elàstiques.
En veure aquestes propietats, és comprensible que cap dels gasos reals sigui ideal.
Què és la llei del gas ideal
La llei dels gasos ideals indica l'estat d'un gas ideal i s'explica mitjançant una equació de la següent manera.
PV=nRT
P - Pressió del gas ideal
V - Volum del gas ideal
n – Nombre de mols del gas ideal (quantitat de substància)
T – Temperatura
El terme R aquí és la constant de gas universal. El valor de R es pot calcular tenint en compte la temperatura i la pressió estàndard que són 00C i una pressió d'1 atm. Això dóna un valor per a la constant universal del gas com a 0,082057 L/(K.mol).
Quina és la constant de gas característica?
Quan s'aplica l'equació del gas ideal per als gasos normals, l'equació anterior requereix modificacions perquè cap dels gasos reals es comporta com un gas ideal. Per tant, s'utilitza la constant característica de gas, en lloc de la constant universal de gas. Les propietats dels gasos reals que són diferents d'un gas ideal es poden enumerar a continuació.
- Els gasos reals estan formats per molècules grans distingibles en comparació amb els gasos ideals.
- Aquestes molècules de gas tenen un volum determinat.
- Hi ha forces de Van Der Waal febles entre les molècules de gas.
- Les col·lisions no són completament elàstiques.
Per tant, la llei dels gasos ideals no es pot aplicar directament a un gas real. Així, es fa una senzilla modificació; la constant universal del gas es divideix per la massa molar del gas abans d'aplicar-lo a l'equació. Es pot mostrar de la següent manera.
Respecífic=R/M
Respecífic –Constant de gas característica
R: constant de gas universal
M – Massa molar del gas
Això es pot utilitzar fins i tot per a una barreja de gasos. Aleshores, la constant R s'ha de dividir per la massa molar de la mescla de gasos. Aquesta constant característica de gas també es coneix com a constant específica de gas perquè el seu valor depèn del gas o de la barreja de gasos.
Figura 01: Gas ideal versus gas real
Quina diferència hi ha entre la constant de gas universal i la constant de gas característica?
Constante de gas universal vs constant de gas característica |
|
| La constant de gas universal només s'aplica a un gas ideal. | La constant de gas característica s'aplica a un gas real. |
| Càlcul | |
| La constant de gas universal es calcula mitjançant valors estàndard de temperatura i pressió (STP). | La constant característica del gas es calcula amb valors STP juntament amb la massa molar del gas real. |
| Relació amb el gas | |
| La constant de gas universal és independent del gas pres. | La constant característica del gas depèn del gas. |
| Valor | |
| El valor de la constant de gas universal és 0,082057 L/(K.mol). | El valor de la constant característica del gas sempre dependrà del gas. |
Resum: constant de gas universal vs constant de gas característica
Un gas ideal és un gas hipotètic que se suposa que té propietats molt diferents d'un gas real. La llei dels gasos ideals es forma per explicar el comportament d'un gas ideal. Tanmateix, en utilitzar aquesta constant en gasos reals, s'hauria de modificar aplicant una constant de gas característica diferent de la constant de gas universal. Això és perquè cap dels gasos reals es comporta com un gas ideal. La diferència principal entre la constant de gas universal i la constant de gas característica és que la constant de gas universal només s'aplica als gasos ideals, mentre que la constant de gas característica és aplicable als gasos reals.
Baixa la versió PDF de la constant de gas universal i la constant de gas característica
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons les notes de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre la constant de gas universal i la constant de gas característica.
