Kľúčový rozdiel – Zákon ideálneho plynu vs Van der Waalsova rovnica
Zákon o ideálnom plyne je základným zákonom, zatiaľ čo Van der Waalsova rovnica je upravenou verziou zákona o ideálnom plyne. Kľúčový rozdiel medzi zákonom o ideálnom plyne a van der Waalsovou rovnicou je ten, že rovnica ideálneho plynu sa používa pre ideálne plyny, zatiaľ čo Van der Waalova rovnica sa môže použiť pre ideálne plyny aj pre skutočné plyny.
Plyny sú zlúčeniny, ktoré existujú v plynnej fáze hmoty. Na pochopenie správania a vlastností plynu sa používajú zákony o plyne. Tieto plynové zákony sa používajú na opis vlastností ideálnych plynov. Ideálny plyn je hypotetická plynná zlúčenina, ktorá má jedinečné vlastnosti, t.j. medzi molekulami ideálneho plynu nie sú žiadne príťažlivé sily. Skutočné plyny sa však od ideálnych plynov veľmi líšia. Niektoré skutočné plyny sa však správajú ako ideálne plyny, keď sú zabezpečené vhodné podmienky (vysoké teploty a nízke tlaky). Preto sa zákony o plynoch pred použitím so skutočnými plynmi upravujú.
Čo je zákonná rovnica ideálneho plynu?
Rovnica zákona o ideálnom plyne je základným zákonom v chémii. Zákon ideálneho plynu naznačuje, že súčin tlaku a objemu ideálneho plynu je priamo úmerný súčinu teploty a počtu plynových častíc ideálneho plynu. Rovnica zákona o ideálnom plyne môže byť uvedená nižšie.
PV=NkT
Kde P je tlak, V je objem, N je počet častíc plynu a T je teplota ideálneho plynu. „k“je konštanta proporcionality známa ako Boltzmannova konštanta (hodnota tejto konštanty je 1.38 x 10-23 J/K). Najbežnejšia forma tejto rovnice je však nasledovná.
PV=nRT
Kde P je tlak, V je objem, n je počet mólov plynu a T je teplota plynu. R je známa ako univerzálna plynová konštanta (8,314 Jmol-1K-1). Túto rovnicu možno získať nasledovne.
Boltzmannova konštanta (k)=R/N
Aplikovaním tohto vzťahu na základnú rovnicu
PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Pre „n“počet mólov, PV=nRT
Čo je Van der Waalsova rovnica?
Van der Waalova rovnica je upravenou verziou zákona o ideálnom plyne. Túto rovnicu možno použiť pre ideálne plyny aj pre skutočné plyny. Zákon ideálneho plynu nemožno použiť pre skutočné plyny, pretože objem molekúl plynu je v porovnaní s objemom skutočného plynu značný a medzi molekulami skutočného plynu pôsobia príťažlivé sily (molekuly ideálneho plynu majú v porovnaní s celkovým objemom zanedbateľný objem). a medzi molekulami plynu nie sú žiadne príťažlivé sily). Van der Waalova rovnica môže byť uvedená nižšie.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Tu je „a“konštanta, ktorá závisí od typu plynu a b je tiež konštanta, ktorá udáva objem na mól plynu (obsadeného molekulami plynu). Používajú sa ako opravy rovnice ideálneho zákona.
Obrázok 01: Skutočné plyny sa správajú inak ako ideálne plyny
Oprava hlasitosti
Objem molekuly skutočného plynu nie je zanedbateľný (na rozdiel od ideálnych plynov). Preto sa vykoná korekcia hlasitosti. (V-b) je korekcia objemu. Toto udáva skutočný objem, ktorý je k dispozícii pre pohyb molekuly plynu (skutočný objem=celkový objem – efektívny objem).
Korekcia tlaku
Tlak plynu je tlak, ktorým pôsobí molekula plynu na stenu nádoby. Pretože medzi skutočnými molekulami plynu sú príťažlivé sily, tlak sa líši od tlaku ideálneho správania. Potom by sa mala vykonať korekcia tlaku. (P + a{n/V2) je korekcia tlaku. (Ideálny tlak=pozorovaný tlak + korekcia tlaku).
Aký je rozdiel medzi zákonom ideálneho plynu a Van der Waalsovou rovnicou?
Zákon o ideálnom plyne verzus Van der Waalsova rovnica |
|
| Rovnica zákona o ideálnom plyne je základným zákonom v chémii. | Van der Waalova rovnica je upravená verzia zákona o ideálnom plyne. |
| Rovnica | |
| Ideálna rovnica zákona o plyne je PV=NkT | Van der Waalova rovnica je (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Príroda | |
| Rovnica zákona o ideálnom plyne nie je upravená verzia. | Van der Waalova rovnica je upravená verzia s niekoľkými korekciami tlaku a objemu skutočného plynu. |
| Komponenty | |
| Rovnica zákona o ideálnom plyne je uvedená pre ideálne plyny. | Van der Waalovu rovnicu možno použiť pre ideálne plyny aj pre skutočné plyny. |
Zhrnutie – Zákon ideálneho plynu vs Van der Waalsova rovnica
Plynné skupenstvo je jednou z troch hlavných fáz hmoty. Správanie a vlastnosti plynu možno určiť alebo predpovedať pomocou zákonov o plyne. Zákon ideálneho plynu je základným zákonom, ktorý možno použiť pre ideálne plyny. Ale keď uvažujeme o skutočných plynoch, rovnica zákona o ideálnom plyne by sa mala upraviť. Rozdiel medzi zákonom ideálneho plynu a van der Waalsovou rovnicou je ten, že rovnica ideálneho plynu je daná pre ideálne plyny, zatiaľ čo Van der Waalova rovnica môže byť použitá pre ideálne plyny aj pre skutočné plyny.
