Kľúčový rozdiel – univerzálna plynová konštanta verzus charakteristická plynová konštanta
Plynová fáza je jednou z troch hlavných fáz, v ktorých hmota môže existovať. Je to najviac stlačiteľný stav z troch stavov hmoty. Len 11 prvkov z iných prvkov existuje za normálnych podmienok ako plyny. „Zákon ideálneho plynu“nám však dáva rovnicu, ktorú možno použiť na vysvetlenie správania normálneho plynu. Má konštantu úmernosti, ktorá sa nazýva univerzálna plynová konštanta a keď sa aplikuje na skutočný plyn, táto konštanta sa používa s modifikáciou. Potom sa nazýva charakteristická plynová konštanta. Kľúčový rozdiel medzi univerzálnou plynovou konštantou a charakteristickou plynovou konštantou je ten, že univerzálna plynová konštanta je použiteľná iba pre ideálne plyny, zatiaľ čo charakteristická plynová konštanta je použiteľná pre skutočné plyny.
Čo je univerzálna plynová konštanta?
Molekuly plynu sú schopné voľného pohybu v priestore, pretože sú to veľmi ľahké molekuly. Sily medzi molekulami plynu sú slabé Van Der Waalove príťažlivé sily. S cieľom vysvetliť správanie plynu však vedci odvodili teórie pomocou hypotetického plynu známeho ako ideálny plyn. Tiež odvodili zákon týkajúci sa tohto ideálneho plynu, ktorý je známy ako zákon ideálneho plynu.
Po prvé, mali by sme vedieť, čo znamená ideálny plyn. Je to hypotetický plyn, ktorý by vykazoval nasledujúce vlastnosti, ak by bol skutočným plynom. Toto sú len predpoklady.
- Ideálny plyn sa skladá z veľkého počtu malých molekúl plynu.
- Objem týchto molekúl plynu je zanedbateľný.
- Medzi molekulami plynu nie sú žiadne príťažlivosti.
- Pohyb týchto molekúl plynu sa riadi Newtonovým zákonom pohybu.
- Zrážky molekúl sú úplne elastické.
Pri pohľade na tieto vlastnosti je pochopiteľné, že žiadny zo skutočných plynov nie je ideálny.
Čo je zákon o ideálnom plyne
Zákon ideálneho plynu označuje stav ideálneho plynu a je vysvetlený rovnicou takto.
PV=nRT
P – Tlak ideálneho plynu
V – Objem ideálneho plynu
n – Počet mólov ideálneho plynu (množstvo látky)
T – Teplota
Pojem R je tu univerzálna plynová konštanta. Hodnotu R možno vypočítať zvážením štandardnej teploty a tlaku, ktoré sú 00C a tlak 1 atm. To dáva hodnotu univerzálnej plynovej konštanty ako 0,082057 L/(K.mol).
Čo je charakteristická plynová konštanta?
Pri aplikácii rovnice ideálneho plynu pre normálne plyny si vyššie uvedená rovnica vyžaduje úpravu, pretože žiadny zo skutočných plynov sa nespráva ako ideálny plyn. Namiesto univerzálnej plynovej konštanty sa teda používa charakteristická plynová konštanta. Vlastnosti skutočných plynov, ktoré sa líšia od ideálneho plynu, môžu byť uvedené nižšie.
- Skutočné plyny sa skladajú z rozlíšiteľných veľkých molekúl v porovnaní s ideálnymi plynmi.
- Tieto molekuly plynu nesú určitý objem.
- Medzi molekulami plynu sú slabé Van Der Waalove sily.
- Kolízie nie sú úplne elastické.
Zákon o ideálnom plyne preto nemožno aplikovať priamo na skutočný plyn. Takto sa vykoná jednoduchá úprava; univerzálna plynová konštanta sa pred použitím v rovnici vydelí molárnou hmotnosťou plynu. Môže sa zobraziť nasledovne.
Rspecific=R/M
Ršpecifické –Charakteristická plynová konštanta
R – Univerzálna plynová konštanta
M – Molová hmotnosť plynu
Toto je možné použiť aj pre zmes plynov. Potom by sa konštanta R mala vydeliť molárnou hmotnosťou zmesi plynov. Táto charakteristická plynová konštanta je známa aj ako špecifická plynová konštanta, pretože jej hodnota závisí od plynu alebo zmesi plynov.
Obrázok 01: Ideálny plyn vs skutočný plyn
Aký je rozdiel medzi univerzálnou plynovou konštantou a charakteristickou plynovou konštantou?
Univerzálna plynová konštanta verzus charakteristická plynová konštanta |
|
| Univerzálna plynová konštanta platí len pre ideálny plyn. | Charakteristická plynová konštanta je použitá pre skutočný plyn. |
| Výpočet | |
| Univerzálna plynová konštanta sa vypočítava pomocou štandardných hodnôt teploty a tlaku (STP). | Charakteristická plynová konštanta sa vypočíta s hodnotami STP spolu s molárnou hmotnosťou skutočného plynu. |
| Vzťah s plynom | |
| Univerzálna plynová konštanta je nezávislá od odobratého plynu. | Charakteristická konštanta plynu závisí od plynu. |
| Value | |
| Hodnota univerzálnej plynovej konštanty je 0,082057 L/(K.mol). | Hodnota charakteristickej plynovej konštanty bude vždy závisieť od plynu. |
Súhrn – Univerzálna plynová konštanta verzus charakteristická plynová konštanta
Ideálny plyn je hypotetický plyn, o ktorom sa predpokladá, že má vlastnosti veľmi odlišné od skutočného plynu. Zákon ideálneho plynu je vytvorený na vysvetlenie správania ideálneho plynu. Pri použití tejto konštanty na reálnych plynoch by sa však mala upraviť aplikáciou charakteristickej plynovej konštanty inej ako univerzálnej plynovej konštanty. Je to preto, že žiadny zo skutočných plynov sa nespráva ako ideálny plyn. Hlavný rozdiel medzi univerzálnou plynovou konštantou a charakteristickou plynovou konštantou je ten, že univerzálna plynová konštanta je použiteľná len pre ideálne plyny, kým charakteristická plynová konštanta je použiteľná pre skutočné plyny.
Stiahnuť PDF verziu univerzálnej plynovej konštanty vs. charakteristickej plynovej konštanty
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi univerzálnou plynovou konštantou a charakteristickou plynovou konštantou.
