Реальные газы это газ, который при всех стандартных условиях давления и температуры не подчиняется газовым законам.
Он отклоняется от своего идеального поведения, поскольку газ становится огромным и объемным. Истинные газы имеют скорость, массу и объем.
Они разжижаются при охлаждении до температуры кипения. Пространство, заполненное газом, не мало по сравнению с общим объемом газа.
Примеры реальных газов: водяной пар, оксид серы, оксид азота и так далее.
Что такое реальные газы закон реального газа
Явно включив эффекты молекулярного размера и межмолекулярных сил, голландский физик Йоханнес ван дер Ваальс изменил закон идеального газа, чтобы объяснить поведение реальных газов.
Где a и b представляют эмпирическую константу, которая уникальна для каждого газа.
n2/V2 представляет собой концентрацию газа.
P представляет давление, R представляет собой универсальную газовую постоянную, а T — температуру
Сравнение идеальных и реальных газов
Приведенная ниже разница показывает свойства реального газа и идеального газа, а также поведение идеального и реального газа.
| Идеальный газ | Реалный газ |
| Нет определенного объема | Определенный объем |
| Упругое столкновение частиц | Сила межмолекулярного притяжения |
| На самом деле не существует в окружающей среде и является гипотетическим газом | Он действительно существует в окружающей среде |
| Высокое давление | Давление меньше по сравнению с идеальным газом |
| Независимый | Взаимодействует с другими |
| Подчиняется PV = NRT | Подчиняется P + ((n2a)/V2)(V−nb) = nRT |
Идеальный газ определяется как газ, который подчиняется законам газа при любых условиях давления и температуры.
Идеальные газы обладают как скоростью, так и массой. У них нет объема. Объем, занимаемый газом, невелик по сравнению с общим объемом газа. Он не конденсируется, и тройной точки не существует.
Уравнение идеального и реального газа
В 1834 году Бенуа Поль Эмиль Клапейрон впервые описал его как вариацию эмпирического закона Бойля, закона Шарля, закона Авогадро и закона Гей-Люссака.
В эмпирической форме закон идеального газа также записан:
pV=nRT
Графики реальных газов
Поскольку все молекулы имеют определенный объем и взаимодействуют друг с другом, то реальные газообразные вещества подчиняются законам идеальных газов только в области малых давлений и высоких температур.
С повышением давления и понижением температуры начинают проявляться индивидуальные свойства каждого газа, обусловленные электронным строением его молекул (рис.).
Рис. Различие свойств идеального и реальных газов.
Поведение реальных газов достаточно хорошо описывается уравнением Ван-дер-Ваальса
(p +(a/V2))(V — b) = RT
Постоянная b представляет собой суммарный объем молекул. Обе эти величины находят экспериментально для каждого газа в отдельности.
Отклонение поведения реальных газов от законов идеального газа следует учитывать при определении молекулярных масс газообразных веществ с помощью уравнения М = m (RT/pV).
Рис. 2. Определение молекулярной массы газообразного вещества с помощью уравнения объединенного газового состояния
Затем нужно построить график функции М = f (р) и найти точку пересечения этого графика с осью у (р = 0). Ордината точки пересечения равна численному значению молекулярной массы М (рис. 2).
Интересные факты о реальном газе?
Коэффициент, известный как коэффициент сжимаемости Z, определяется отклонением реального газа от идеального газа и определяется как отношение фактического объема к объему, предсказанному законом об идеальном газе, при той же температуре и давлении Z = Фактический объем/объем,
предсказанный идеальным газом = v/RT/P
Но идеальная скорость газа, V идеальный, составляет RT/P. Поэтому коэффициент сжимаемости также может быть определен как отношение удельного реального объема газа к удельному объему идеального газа, т. е.
Коэффициент сжимаемости Z = (Vреальный)/(Vидеальный)
Как мы все знаем, при очень низких давлениях и высоких температурах все газы действуют как идеальные газы. Поэтому, когда давление снижается, поскольку газ ведет себя как идеальный, значение Z стремится к единице.
Следует помнить, что в зависимости от давления и температуры значение Z может быть меньше единицы или больше единицы. На диаграмме коэффициента сжимаемости показаны значения Z, соответствующие давлению.
Сжижение газов
Кинетическая молекулярная теория газов не предсказывает и не объясняет сжижение газов. Согласно как теории, так и закону идеального газа, газы, раздавленные до чрезвычайно высоких давлений и охлажденные до чрезвычайно низких температур, все равно должны вести себя как газы, хотя и холодные, плотные.
Когда газы сжимаются и охлаждаются, они неизменно конденсируются, превращаясь в жидкости, хотя для сжижения легких элементов, таких как гелий, требуются чрезвычайно низкие температуры (например, 4,2 К при давлении 1 атм).
Сжижение можно рассматривать как крайнее отклонение от поведения идеального газа. Когда молекулы в газе охлаждаются до такой степени, что их кинетической энергии больше не хватает, чтобы противостоять силам межмолекулярного притяжения, происходит это явление.
Точная комбинация температуры и давления, необходимая для сжижения газа, сильно зависит от его молярной массы и структуры, при этом более тяжелые и сложные молекулы разжижаются при более высоких температурах.
Поскольку большие коэффициенты предполагают относительно сильные межмолекулярные притягательные взаимодействия, вещества с большими коэффициентами ван-дер-Ваальса, как правило, легко разжижаются.
С другой стороны, небольшие молекулы, содержащие только легкие компоненты, имеют низкие коэффициенты, что указывает на слабые межмолекулярные взаимодействия и затрудняет их разжижение.
В больших масштабах сжижение газа используется для разделения O2, N2, Ar, Ne, Kr и Xe. После сжижения пробы воздуха смесь нагревают, и газы разделяют в соответствии с их свойствами.
Часто задоваемые вопросы ответы о реальном газе?
Каков пример реального газа?
Любой существующий газ это настоящий газ. Кислород, водород, углекислый газ, гелий, монооксид углерода и т.д.
Реальные газы между частицами обладают малыми силами притяжения и отталкивания, а идеальные газы-нет. Существует объем частиц истинного газа, а частиц идеального газа нет.
Каковы предположения об идеальном газе?
Закон идеального газа предполагает, что газы ведут себя идеально, что означает, что они соответствуют следующим характеристикам: (1) столкновения между молекулами являются упругими/
А их движение без трения, что означает, что молекулы не теряют энергию; (2) меньшая величина-это общий объем отдельных молекул.
Что такое Газовый закон Шарля?
Физическая концепция, известная как закон Шарля, гласит, что, как определено по шкале Кельвина, объем газа равен постоянному значению, умноженному на его температуру (нулю Кельвина соответствует -273,15 градуса Цельсия).
Что такое настоящий газ?
Газ, который не действует как идеальный газ, называется «реальным газом». Взаимодействия между молекулами газа помогают объяснить их поведение.
Из-за этих межмолекулярных взаимодействий между частицами газа реальные газы не подчиняются закону идеального газа.
Следовательно, реальные газы-это неидеальные газы, молекулы которых занимают определенное пространство и могут взаимодействовать друг с другом.
Что такое идеальный газ?
Идеальный газ-это тот, который подчиняется законам газа при любых условиях температуры и давления. Для этого газ должен следовать кинетико-молекулярной теории.
Частицы газа не должны иметь объема и не должны проявлять сил притяжения друг к другу. Не может быть такой вещи, как идеальный газ, поскольку ни одно из этих требований не может быть выполнено.
В действительности идеального газа не существует. Это гипотетический газ, который был предложен для упрощения вычислений.
Каковы многочисленные факторы, которые необходимо учитывать при работе с реальными газами?
Чтобы понять, как ведут себя реальные газы, необходимо учитывать несколько факторов. Ниже перечислены многие соображения, которые необходимо учитывать при работе с реальными газами.
- Влияние сжимаемости на реальный газ.
- Различные реальные газы обладают различной удельной теплоемкостью.
- Силы Ван-дер-Ваальса оказывают влияние на взаимодействия между молекулами в реальном газе.
- Потенциал системы для неравновесных термодинамических эффектов.
- Разнообразный состав газа и изменения его состава в результате молекулярной диссоциации, а также любые элементарные процессы, которые могут происходить.
Что такое уравнение идеального газа?
Нам нужен стандартный газ для изучения свойств газов, но какой газ мы должны использовать? Существуют тысячи различных газов, которые мы могли бы исследовать, включая водород, кислород, гелий, азот и углекислый газ, и это лишь некоторые из них.
Исследователи обнаружили, что независимо от того, какой газ вы анализируете, если вы берете образец с одним молем и помещаете его в тот же контейнер при той же температуре, давление почти одинаковое, а при более низкой плотности даже эти незначительные расхождения в показаниях исчезают.
В результате при чрезвычайно низких плотностях все реальные газы, как правило, подчиняются единому универсальному закону, известному как закон идеального газа.
Уравнение, известное как уравнение идеального газа, описывает этот закон:
PV = nRT
Статья на тему Реальные газы