Nøgleforskel – Universal Gas Konstant vs Karakteristisk Gas Konstant
Gasfase er en af de tre hovedfaser, stof kan eksistere. Det er den mest komprimerbare tilstand ud af de tre materiens tilstande. Kun 11 grundstoffer ud af andre grundstoffer eksisterer som gasser under normale forhold. Men den "ideelle gaslov" giver os en ligning, der kan bruges til at forklare en normal gass opførsel. Den har en proportionalitetskonstant, som kaldes universel gaskonstant, og når den anvendes på en rigtig gas, bruges denne konstant med en modifikation. Så kaldes det en karakteristisk gaskonstant. Den vigtigste forskel mellem universalgaskonstant og karakteristisk gaskonstant er, at universalgaskonstant kun er anvendelig for ideelle gasser, hvorimod karakteristisk gaskonstant er anvendelig for rigtige gasser.
Hvad er Universal Gas Constant?
Gasmolekyler er i stand til fri bevægelse i hele rummet, da de er meget lette molekyler. Kræfter mellem gasmolekyler er svage Van Der Waal-tiltrækningskræfter. Men for at forklare en gass adfærd har forskere udledt teorier ved hjælp af en hypotetisk gas kendt som ideel gas. De har også udledt en lov vedrørende denne ideelle gas, som er kendt som den ideelle gaslov.
For det første bør vi vide, hvad en ideel gas betyder. Det er en hypotetisk gas, som ville vise følgende egenskaber, hvis det var en rigtig gas. Dette er kun antagelser.
- En ideel gas består af et stort antal små gasmolekyler.
- Mængden af disse gasmolekyler er ubetydelig.
- Der er ingen attraktioner mellem gasmolekyler.
- Bevægelsen af disse gasmolekyler adlyder Newtons bevægelseslov.
- Kollisioner af molekyler er fuldstændig elastiske.
Ved at se på disse egenskaber er det forståeligt, at ingen af de rigtige gasser er ideelle.
Hvad er ideel gaslov
Den ideelle gaslov angiver tilstanden af en ideel gas og forklares med en ligning som følger.
PV=nRT
P – Tryk af den ideelle gas
V – Volumen af den ideelle gas
n – Antal mol af den ideelle gas (stofmængde)
T – Temperatur
Udtrykket R her er den universelle gaskonstant. Værdien af R kan beregnes ved at overveje standardtemperaturen og -trykket, som er 00C og 1atm tryk. Dette giver en værdi for den universelle gaskonstant som 0,082057 L/(K.mol).
Hvad er karakteristisk gaskonstant?
Når man anvender den ideelle gasligning for normale gasser, kræver ovenstående ligning modifikation, fordi ingen af de rigtige gasser opfører sig som en ideel gas. Der anvendes således karakteristisk gaskonstant i stedet for universel gaskonstant. Egenskaberne for rigtige gasser, der er forskellige fra en ideel gas, kan angives som nedenfor.
- Rigtige gasser er sammensat af store molekyler, der kan skelnes sammenlignet med ideelle gasser.
- Disse gasmolekyler bærer et vist volumen.
- Der er svage Van Der Waal-kræfter mellem gasmolekyler.
- Kollisioner er ikke helt elastiske.
Derfor kan den ideelle gaslov ikke anvendes direkte på en rigtig gas. Der foretages således en simpel modifikation; den universelle gaskonstant divideres med gassens molære masse, før den anvendes i ligningen. Det kan vises som følger.
Rspecific=R/M
Rspecifik –Karakteristisk gaskonstant
R – Universal gaskonstant
M – gassens molære masse
Dette kan bruges selv til en blanding af gasser. Derefter skal R-konstanten divideres med den molære masse af blandingen af gasser. Denne karakteristiske gaskonstant er også kendt som den specifikke gaskonstant, fordi dens værdi afhænger af gassen eller blandingen af gasser.
Figur 01: Ideel gas vs. rigtig gas
Hvad er forskellen mellem Universal Gas Constant og Characteristic Gas Constant?
Universal Gas Konstant vs Karakteristisk Gas Konstant |
|
| Universal gaskonstant anvendes kun for en ideel gas. | Karakteristisk gaskonstant anvendes for en rigtig gas. |
| Beregning | |
| Universal gaskonstant beregnes ved hjælp af standardtemperatur- og trykværdier (STP). | Karakteristisk gaskonstant beregnes med STP-værdier sammen med den reelle gass molære masse. |
| Relationship with the Gas | |
| Universal gaskonstant er uafhængig af den gas, der tages. | Karakteristisk gaskonstant afhænger af gassen. |
| Value | |
| Værdien af den universelle gaskonstant er 0,082057 L/(K.mol). | Værdien for karakteristisk gaskonstant vil altid afhænge af gassen. |
Opsummering – Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
En ideel gas er en hypotetisk gas, som antages at have egenskaber, der er meget forskellige fra en rigtig gas. Idealgasloven er dannet for at forklare opførselen af en ideel gas. Ved brug af denne konstant på rigtige gasser bør den dog modificeres ved at anvende en anden karakteristisk gaskonstant end den universelle gaskonstant. Det skyldes, at ingen af de rigtige gasser opfører sig som en ideel gas. Hovedforskellen mellem universalgaskonstant og karakteristisk gaskonstant er, at universalgaskonstant kun er anvendelig for ideelle gasser, mens karakteristisk gaskonstant er anvendelig for rigtige gasser.
Download PDF-version af Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnoter. Download venligst PDF-versionen her. Forskellen mellem Universal Gas Constant og Characteristic Gas Constant.
