Idealni plin vs Real Gas
Gas je jedno od stanja u kojem postoji materija. Ima kontradiktorna svojstva od čvrstih materija i tečnosti. Gasovi nemaju red i zauzimaju bilo koji prostor. Na njihovo ponašanje uvelike utiču varijable kao što su temperatura, pritisak, itd.
Šta je idealan plin?
Idealni plin je teorijski koncept koji koristimo za naše studije. Da bi gas bio idealan, treba da ima sledeće karakteristike. Ako jedan od ovih nedostaje, tada se plin ne smatra idealnim plinom.
• Međumolekularne sile između molekula gasa su zanemarljive.
• Molekuli gasa se smatraju tačkastim česticama. Stoga, u poređenju sa prostorom u kojem molekuli gasa zauzimaju, zapremine molekula su beznačajne.
Normalno gasoviti molekuli ispunjavaju bilo koji prostor. Stoga, kada je veliki prostor zauzet vazduhom, sam molekul gasa je veoma mali u poređenju sa prostorom. Stoga je pretpostavka da su molekuli plina tačkaste čestice do neke mjere tačna. Međutim, postoje neke molekule gasa sa značajnom zapreminom. Zanemarivanje jačine zvuka daje greške u ovim slučajevima. Prema prvoj pretpostavci, moramo uzeti u obzir da ne postoji međumolekularna interakcija između plinovitih molekula. Međutim, u stvarnosti, među njima postoje barem slabe interakcije. Ali, gasoviti molekuli se kreću brzo i nasumično. Stoga nemaju dovoljno vremena za međumolekularne interakcije s drugim molekulima. Stoga, kada se gleda iz ovog ugla, donekle je valjano prihvatiti i prvu pretpostavku. Iako kažemo da su idealni gasovi teoretski, ne možemo reći da je to 100% tačno. Postoje neke prilike u kojima se plinovi ponašaju kao idealni plinovi. Idealan gas karakterišu tri varijable, pritisak, zapremina i temperatura. Sljedeća jednačina definira idealne plinove.
PV=nRT=NkT
P=apsolutni pritisak
V=volumen
n=broj madeža
N=broj molekula
R=univerzalna plinska konstanta
T=apsolutna temperatura
K=Boltzmannova konstanta
Iako postoje ograničenja, ponašanje gasova određujemo koristeći gornju jednačinu.
Šta je pravi plin?
Kada je jedna od dvije ili obje gore navedene pretpostavke nevažeća, ti su plinovi poznati kao stvarni plinovi. Prave gasove zapravo susrećemo u prirodnom okruženju. Pravi plin varira od idealnog stanja pri vrlo visokim pritiscima. To je zato što, kada se primeni veoma visok pritisak, zapremina u kojoj se gas puni postaje veoma manja. Tada u poređenju sa prostorom ne možemo zanemariti veličinu molekula. Osim toga, idealni plinovi dolaze u stvarno stanje na vrlo niskim temperaturama. Na niskim temperaturama, kinetička energija gasovitih molekula je veoma niska. Stoga se kreću sporo. Zbog toga će doći do međumolekularne interakcije između molekula plina, što ne možemo zanemariti. Za stvarne plinove ne možemo koristiti gornju jednačinu idealnog plina jer se ponašaju drugačije. Postoje složenije jednačine za proračun realnih gasova.
Koja je razlika između idealnih i stvarnih plinova?
• Idealni gasovi nemaju intermolekularne sile i molekuli gasa se smatraju tačkastim česticama. Nasuprot tome, stvarni molekuli plina imaju veličinu i volumen. Nadalje, imaju intermolekularne sile.
• Idealni gasovi se ne mogu naći u stvarnosti. Ali plinovi se ponašaju na ovaj način na određenim temperaturama i pritiscima.
• Gasovi imaju tendenciju da se ponašaju kao pravi gasovi pri visokim pritiscima i niskim temperaturama. Pravi gasovi se ponašaju kao idealni gasovi pri niskim pritiscima i visokim temperaturama.
• Idealni gasovi se mogu povezati sa PV=nRT=NkT jednačinom, dok stvarni gasovi ne mogu. Za određivanje stvarnih gasova postoje mnogo komplikovanije jednadžbe.
