Nøgleforskel – ideel gaslov vs Van der Waals ligning
Den ideelle gaslov er en grundlæggende lov, hvorimod Van der Waals ligning er den modificerede version af den ideelle gaslov. Nøgleforskellen mellem idealgaslov og van der Waals ligning er, at idealgaslovsligning bruges til ideelle gasser, hvorimod Van der Waals ligning kan bruges til både ideelle gasser og rigtige gasser.
Gasser er forbindelser, der findes i stoffets gasfase. For at forstå en gass adfærd og egenskaber bruges gaslove. Disse gaslove bruges til at beskrive ideelle gassers egenskaber. En ideel gas er en hypotetisk gasformig forbindelse, der har unikke egenskaber, dvs. der er ingen tiltrækningskræfter mellem ideelle gasmolekyler. Men ægte gasser er meget forskellige fra ideelle gasser. Men nogle rigtige gasser opfører sig som ideelle gasser, når der er de rette betingelser (høje temperaturer og lave tryk). Derfor ændres gaslovgivningen, før den bruges med rigtige gasser.
Hvad er ideel gaslovligning?
Ideel gaslovsligning er en grundlæggende lov i kemi. Den ideelle gaslov indikerer, at produktet af tryk og volumen af en ideel gas er direkte proportional med produktet af temperatur og antallet af gaspartikler af den ideelle gas. Den ideelle gaslovligning kan gives som nedenfor.
PV=NkT
Hvor P er trykket, V er volumenet, N er antallet af gaspartikler, og T er temperaturen af den ideelle gas. "k" er en proportionalitetskonstant kendt som Boltzmanns konstant (værdien af denne konstant er 1.38 x 10-23 J/K). Den mest almindelige form for denne ligning er dog som følger.
PV=nRT
Hvor P er trykket, V er rumfanget, n er antallet af mol af gassen, og T er gassens temperatur. R er kendt som den universelle gaskonstant (8,314 Jmol-1K-1). Denne ligning kan fås som følger.
Boltzmanns konstant (k)=R/N
Ved at anvende dette forhold til den fundamentale ligning, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
For "n" antal muldvarpe, PV=nRT
Hvad er Van der Waals-ligning?
Van der Waal-ligningen er den modificerede version af den ideelle gaslov. Denne ligning kan bruges til ideelle gasser såvel som for rigtige gasser. Den ideelle gaslov kan ikke bruges til rigtige gasser, fordi volumenet af gasmolekyler er betydeligt sammenlignet med volumenet af den rigtige gas, og der er tiltrækningskræfter mellem rigtige gasmolekyler (ideelle gasmolekyler har et ubetydeligt volumen sammenlignet med det samlede volumen, og der er ingen tiltrækningskræfter mellem gasmolekyler). Van der Waal-ligningen kan gives som nedenfor.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Her er "a" en konstant, der afhænger af typen af gas, og b er også en konstant, der giver volumen pr. mol gas (optaget af gasmolekylerne). Disse bruges som korrektioner af den ideelle lovligning.
Figur 01: Rigtige gasser opfører sig anderledes end ideelle gasser
Lydstyrkekorrektion
Vumfanget af et rigtigt gasmolekyle er ikke ubetydeligt (i modsætning til i ideelle gasser). Derfor er lydstyrkekorrektionen udført. (V-b) er lydstyrkekorrektionen. Dette giver det faktiske volumen, der er tilgængeligt for gasmolekylet at bevæge sig (faktisk volumen=samlet volumen – effektivt volumen).
Trykkorrektion
Gassens tryk er det tryk, som et gasmolekyle udøver på beholderens væg. Da der er tiltrækningskræfter mellem rigtige gasmolekyler, er trykket forskelligt fra ideel adfærd. Derefter skal der foretages en trykkorrektion. (P + a{n/V}2) er trykkorrektionen. (Ideelt tryk=observeret tryk + trykkorrektion).
Hvad er forskellen mellem ideel gaslov og Van der Waals-ligning?
Ideal Gas Law vs Van der Waals-ligning |
|
| Ideal gaslovsligning er en grundlæggende lov i kemi. | Van der Waal-ligningen er den modificerede version af den ideelle gaslov. |
| Ligning | |
| Ideel gaslovsligning er PV=NkT | Van der Waals ligning er (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Nature | |
| Ideal gaslovsligning er ikke en modificeret version. | Van der Waal-ligningen er en modificeret version med nogle korrektioner for tryk og volumen af en rigtig gas. |
| Komponenter | |
| Ideel gaslovsligning er givet for ideelle gasser. | Van der Waal-ligningen kan bruges til både ideelle gasser og rigtige gasser. |
Opsummering – ideel gaslov vs Van der Waals ligning
Gasformig tilstand er en af stoffets tre hovedfaser. En gass adfærd og egenskaber kan bestemmes eller forudsiges ved hjælp af gaslove. Idealgaslov er en grundlæggende lov, der kan bruges til ideelle gasser. Men når man overvejer rigtige gasser, bør den ideelle gaslovsligning ændres. Forskellen mellem ideel gaslov og van der Waals ligning er, at den ideelle gaslovsligning er givet for ideelle gasser, mens Van der Waals ligning kan bruges til både ideelle gasser og reelle gasser.
