ძირითადი განსხვავება - იდეალური გაზის კანონი ვან დერ ვაალის განტოლებასთან
იდეალური აირის კანონი ფუნდამენტური კანონია, ხოლო ვან დერ ვაალის განტოლება არის იდეალური გაზის კანონის შეცვლილი ვერსია. იდეალური გაზის კანონსა და ვან დერ ვაალის განტოლებას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ იდეალური გაზის კანონის განტოლება გამოიყენება იდეალური აირებისთვის, ხოლო ვან დერ ვაალის განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იდეალური გაზებისთვის, ასევე რეალური გაზებისთვის.
გაზები არის ნაერთები, რომლებიც არსებობენ მატერიის აირისებრ ფაზაში. გაზის ქცევისა და თვისებების გასაგებად გამოიყენება გაზის კანონები. აირის ეს კანონები გამოიყენება იდეალური აირების თვისებების აღსაწერად.იდეალური გაზი არის ჰიპოთეტური აირისებრი ნაერთი, რომელსაც აქვს უნიკალური მახასიათებლები, ანუ იდეალური აირის მოლეკულებს შორის არ არსებობს მიზიდულობის ძალები. თუმცა, რეალური აირები ძალიან განსხვავდება იდეალური გაზებისგან. მაგრამ ზოგიერთი რეალური აირი იქცევა როგორც იდეალური აირები, როდესაც უზრუნველყოფილია სათანადო პირობები (მაღალი ტემპერატურა და დაბალი წნევა). ამიტომ, გაზის კანონები იცვლება რეალურ გაზებთან გამოყენებამდე.
რა არის იდეალური გაზის კანონის განტოლება?
იდეალური აირის კანონის განტოლება არის ფუნდამენტური კანონი ქიმიაში. იდეალური გაზის კანონი მიუთითებს, რომ იდეალური აირის წნევისა და მოცულობის პროდუქტი პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურის პროდუქტისა და იდეალური აირის გაზის ნაწილაკების რაოდენობაზე. იდეალური გაზის კანონის განტოლება შეიძლება მოცემული იყოს ქვემოთ.
PV=NkT
სადაც P არის წნევა, V არის მოცულობა, N არის გაზის ნაწილაკების რაოდენობა და T არის იდეალური გაზის ტემპერატურა. "k" არის პროპორციულობის მუდმივი, რომელიც ცნობილია როგორც ბოლცმანის მუდმივი (ამ მუდმივის მნიშვნელობა არის 1.38 x 10-23 J/K). თუმცა, ამ განტოლების ყველაზე გავრცელებული ფორმა ასეთია.
PV=nRT
სადაც P არის წნევა, V არის მოცულობა, n არის გაზის მოლების რაოდენობა და T არის გაზის ტემპერატურა. R ცნობილია როგორც უნივერსალური გაზის მუდმივი (8.314 Jmol-1K-1). ეს განტოლება შეიძლება მივიღოთ შემდეგნაირად.
ბოლცმანის მუდმივა (k)=R/N
ამ მიმართების გამოყენებით ფუნდამენტურ განტოლებაზე, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
ხალების "n" რაოდენობისთვის, PV=nRT
რა არის ვან დერ ვაალის განტოლება?
ვან დერ ვაალის განტოლება არის იდეალური გაზის კანონის შეცვლილი ვერსია. ეს განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იდეალურ გაზებზე, ასევე რეალურ გაზებზე. იდეალური გაზის კანონი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეალურ გაზებზე, რადგან გაზის მოლეკულების მოცულობა რეალური გაზის მოცულობასთან შედარებით მნიშვნელოვანია და რეალურ გაზის მოლეკულებს შორის არის მიზიდულობის ძალები (იდეალურ გაზის მოლეკულებს აქვთ უმნიშვნელო მოცულობა მთლიან მოცულობასთან შედარებით. და არ არსებობს მიზიდულობის ძალები გაზის მოლეკულებს შორის).ვან დერ ვაალის განტოლება შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ქვემოთ.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
აქ, "a" არის მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია აირის ტიპზე და b არის ასევე მუდმივი, რომელიც იძლევა მოცულობას თითო მოლ აირის (აირის მოლეკულებით დაკავებული). ისინი გამოიყენება როგორც იდეალური კანონის განტოლების კორექტირება.
სურათი 01: რეალური აირები განსხვავებულად იქცევიან იდეალური აირებისგან
მოცულობის კორექტირება
ნამდვილი გაზის მოლეკულის მოცულობა არ არის უმნიშვნელო (განსხვავებით იდეალური აირებისგან). ამიტომ, მოცულობის კორექტირება ხდება. (V-b) არის მოცულობის კორექტირება. ეს იძლევა რეალურ მოცულობას, რომელიც ხელმისაწვდომია გაზის მოლეკულისთვის გადაადგილებისთვის (ფაქტობრივი მოცულობა=მთლიანი მოცულობა - ეფექტური მოცულობა).
წნევის კორექცია
გაზის წნევა არის წნევა, რომელსაც ახორციელებს გაზის მოლეკულა კონტეინერის კედელზე. ვინაიდან რეალურ გაზის მოლეკულებს შორის არსებობს მიზიდულობის ძალები, წნევა განსხვავდება იდეალური ქცევისგან. შემდეგ უნდა მოხდეს წნევის კორექტირება. (P + a{n/V}2) არის წნევის კორექტირება. (იდეალური წნევა=დაკვირვებული წნევა + წნევის კორექტირება).
რა განსხვავებაა იდეალური გაზის კანონსა და ვან დერ ვაალის განტოლებას შორის?
იდეალური გაზის კანონი ვან დერ ვაალის განტოლების წინააღმდეგ |
|
| იდეალური აირის კანონის განტოლება ფუნდამენტური კანონია ქიმიაში. | ვან დერ ვაალის განტოლება არის იდეალური გაზის კანონის შეცვლილი ვერსია. |
| განტოლება | |
| იდეალური აირის კანონის განტოლება არის PV=NkT | ვან დერ ვაალის განტოლება არის (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| ბუნება | |
| იდეალური აირის კანონის განტოლება არ არის შეცვლილი ვერსია. | ვან დერ ვაალის განტოლება არის შეცვლილი ვერსია, გარკვეული კორექტირებით წნევისა და რეალური აირის მოცულობისთვის. |
| კომპონენტები | |
| იდეალური აირის კანონის განტოლება მოცემულია იდეალური გაზებისთვის. | ვან დერ ვაალის განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იდეალური გაზებისთვის, ასევე რეალური გაზებისთვის. |
რეზიუმე - იდეალური გაზის კანონი ვან დერ ვაალის განტოლების წინააღმდეგ
აიროვანი მდგომარეობა მატერიის სამი ძირითადი ფაზიდან ერთ-ერთია. გაზის ქცევა და თვისებები შეიძლება განისაზღვროს ან იწინასწარმეტყველოს გაზის კანონების გამოყენებით.იდეალური გაზის კანონი არის ფუნდამენტური კანონი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას იდეალური აირებისთვის. მაგრამ რეალური გაზების განხილვისას, იდეალური გაზის კანონის განტოლება უნდა შეიცვალოს. იდეალური გაზის კანონსა და ვან დერ ვაალის განტოლებას შორის განსხვავება ისაა, რომ იდეალური გაზის კანონის განტოლება მოცემულია იდეალური გაზებისთვის, ხოლო ვან დერ ვაალის განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იდეალური გაზებისთვის, ასევე რეალური გაზებისთვის.
