Ključna razlika – zakon idealnog plina naspram Van der Waalsove jednadžbe
Zakon idealnog gasa je osnovni zakon dok je Van der Waalsova jednačina modifikovana verzija zakona o idealnom gasu. Ključna razlika između zakona idealnog gasa i van der Waalsove jednačine je u tome što se jednačina zakona idealnog gasa koristi za idealne gasove, dok se Van der Waalova jednačina može koristiti i za idealne i za realne gasove.
Gasovi su jedinjenja koja postoje u gasovitoj fazi materije. Da bi se razumjelo ponašanje i svojstva plina, koriste se plinski zakoni. Ovi plinski zakoni se koriste za opisivanje svojstava idealnih plinova. Idealan gas je hipotetičko gasovito jedinjenje koje ima jedinstvene karakteristike, tj. ne postoje sile privlačenja između molekula idealnog gasa. Međutim, pravi gasovi se veoma razlikuju od idealnih gasova. Ali neki stvarni gasovi se ponašaju kao idealni gasovi kada su obezbeđeni odgovarajući uslovi (visoke temperature i niski pritisci). Stoga se zakoni o plinu modificiraju prije nego što se koriste sa stvarnim plinovima.
Šta je jednačina zakona idealnog plina?
Jednačina zakona idealnog gasa je fundamentalni zakon u hemiji. Zakon idealnog gasa pokazuje da je proizvod pritiska i zapremine idealnog gasa direktno proporcionalan proizvodu temperature i broja gasnih čestica idealnog gasa. Jednačina zakona idealnog plina može se dati na sljedeći način.
PV=NkT
Gde je P pritisak, V je zapremina, N je broj gasnih čestica, a T je temperatura idealnog gasa. “k” je konstanta proporcionalnosti poznata kao Boltzmanova konstanta (vrijednost ove konstante je 1.38 x 10-23 J/K). Međutim, najčešći oblik ove jednačine je sljedeći.
PV=nRT
Gde je P pritisak, V je zapremina, n je broj molova gasa i T je temperatura gasa. R je poznat kao univerzalna gasna konstanta (8.314 Jmol-1K-1). Ova jednačina se može dobiti na sljedeći način.
Boltzmannova konstanta (k)=R/N
Primjenom ovog odnosa na osnovnu jednačinu, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Za “n” broj molova, PV=nRT
Šta je Van der Waalsova jednačina?
Van der Waal jednačina je modificirana verzija zakona o idealnom plinu. Ova jednadžba se može koristiti za idealne plinove kao i za stvarne plinove. Zakon idealnog gasa se ne može koristiti za stvarne gasove jer je zapremina molekula gasa znatna u poređenju sa zapreminom stvarnog gasa, a postoje sile privlačenja između realnih molekula gasa (idealni molekuli gasa imaju zanemarljivu zapreminu u poređenju sa ukupnom zapreminom, i ne postoje sile privlačenja između molekula plina). Van der Waal jednadžba se može dati na sljedeći način.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Ovde, “a” je konstanta koja zavisi od vrste gasa, a b je takođe konstanta koja daje zapreminu po molu gasa (zauzetu molekulima gasa). Oni se koriste kao korekcije jednačine idealnog zakona.
Slika 01: Pravi plinovi se ponašaju drugačije od idealnih plinova
Korekcija volumena
Zapremina pravog molekula gasa nije zanemarljiva (za razliku od idealnih gasova). Stoga se vrši korekcija jačine zvuka. (V-b) je korekcija jačine zvuka. Ovo daje stvarnu zapreminu koja je dostupna molekulu gasa da se kreće (stvarna zapremina=ukupna zapremina – efektivna zapremina).
Korekcija pritiska
Pritisak gasa je pritisak koji vrši molekul gasa na zidu posude. Budući da između stvarnih molekula plina postoje sile privlačenja, pritisak se razlikuje od onog pri idealnom ponašanju. Zatim treba izvršiti korekciju pritiska. (P + a{n/V}2) je korekcija pritiska. (Idealni pritisak=posmatrani pritisak + korekcija pritiska).
Koja je razlika između zakona o idealnom plinu i Van der Waalsove jednadžbe?
Zakon o idealnom plinu vs Van der Waalsova jednadžba |
|
| Jednačina zakona idealnog gasa je fundamentalni zakon u hemiji. | Van der Waal jednadžba je modificirana verzija zakona idealnog plina. |
| Jednačina | |
| Jednačina idealnog zakona o plinu je PV=NkT | Van der Waal jednačina je (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Priroda | |
| Jednačina zakona o idealnom plinu nije modificirana verzija. | Van der Waal jednadžba je modificirana verzija sa nekim korekcijama za pritisak i zapreminu stvarnog gasa. |
| Komponente | |
| Jednačina zakona o idealnom gasu data je za idealne gasove. | Van der Waal jednadžba se može koristiti i za idealne i za stvarne plinove. |
Sažetak – Zakon o idealnom plinu protiv Van der Waalsove jednadžbe
Gazovito stanje je jedna od tri glavne faze materije. Ponašanje i svojstva plina mogu se odrediti ili predvidjeti korištenjem zakona o plinu. Zakon idealnog gasa je osnovni zakon koji se može koristiti za idealne gasove. Ali kada se razmatraju stvarni gasovi, jednačina zakona idealnog gasa treba da bude modifikovana. Razlika između zakona idealnog gasa i van der Waalsove jednačine je u tome što je jednačina zakona idealnog gasa data za idealne gasove dok se Van der Waalova jednačina može koristiti i za idealne i za realne gasove.
