Ideal Gas vs Real Gas
El gas és un dels estats en què existeix la matèria. Té propietats contradictòries de sòlids i líquids. Els gasos no tenen un ordre i ocupen qualsevol espai. El seu comportament es veu molt afectat per variables com la temperatura, la pressió, etc.
Què és el gas ideal?
El gas ideal és un concepte teòric, que fem servir per al nostre estudi. Perquè un gas sigui ideal, han de tenir les següents característiques. Si f alta un d'aquests, el gas no es considera un gas ideal.
• Les forces intermoleculars entre molècules de gas són insignificants.
• Les molècules de gas es consideren partícules puntuals. Per tant, en comparació amb l'espai on ocupen les molècules de gas, els volums de les molècules són insignificants.
Normalment, les molècules gasoses omplen qualsevol espai. Per tant, quan un espai gran està ocupat per aire, la molècula de gas en si és molt petita en comparació amb l'espai. Per tant, suposar que les molècules de gas siguin partícules puntuals és correcte fins a cert punt. Tanmateix, hi ha algunes molècules de gas amb un volum considerable. Ignorar el volum genera errors en aquests casos. Segons la primera hipòtesi, hem de considerar que no hi ha interacció intermolecular entre molècules gasoses. Tanmateix, en realitat, hi ha almenys interaccions febles entre ells. Però, les molècules gasoses es mouen ràpidament i aleatòriament. Per tant, no tenen prou temps per fer interaccions intermoleculars amb altres molècules. Per tant, quan mirem en aquest angle, és una mica vàlid acceptar també la primera suposició. Encara que diem que els gasos ideals són teòrics, no podem dir que sigui 100% cert. Hi ha algunes ocasions en què els gasos actuen com a gasos ideals. Un gas ideal es caracteritza per tres variables, pressió, volum i temperatura. L'equació següent defineix els gasos ideals.
PV=nRT=NkT
P=pressió absoluta
V=volum
n=nombre de moles
N=nombre de molècules
R=constant de gas universal
T=temperatura absoluta
K=constant de Boltzmann
Tot i que hi ha limitacions, determinem el comportament dels gasos mitjançant l'equació anterior.
Què és el gas real?
Quan una de les dues o ambdues suposicions anteriors no és vàlida, aquests gasos es coneixen com a gasos reals. En realitat, ens trobem amb gasos reals al medi natural. Un gas real varia de la condició ideal a pressions molt elevades. Això es deu al fet que, quan s'aplica una pressió molt alta, el volum on s'omple el gas es fa molt més petit. Aleshores, en comparació amb l'espai, no podem ignorar la mida de la molècula. A més, els gasos ideals arriben a l'estat real a temperatures molt baixes. A baixes temperatures, l'energia cinètica de les molècules gasoses és molt baixa. Per tant, es mouen lentament. Per això, hi haurà una interacció intermolecular entre les molècules de gas, que no podem ignorar. Per als gasos reals, no podem utilitzar l'equació de gas ideal anterior perquè es comporten de manera diferent. Hi ha equacions més complicades per als càlculs de gasos reals.
Quina diferència hi ha entre els gasos ideals i els reals?
• Els gasos ideals no tenen forces intermoleculars i les molècules de gas es consideren partícules puntuals. En canvi, les molècules de gas reals tenen una mida i un volum. A més, tenen forces intermoleculars.
• Els gasos ideals no es poden trobar a la realitat. Però els gasos es comporten d'aquesta manera a determinades temperatures i pressions.
• Els gasos tendeixen a comportar-se com a gasos reals a altes pressions i baixes temperatures. Els gasos reals es comporten com a gasos ideals a baixes pressions i altes temperatures.
• Els gasos ideals es poden relacionar amb l'equació PV=nRT=NkT, mentre que els gasos reals no. Per determinar gasos reals, hi ha equacions molt més complicades.
