Pagrindinis skirtumas – Idealus dujų įstatymas ir Van der Waalso lygtis
Idealiųjų dujų dėsnis yra pagrindinis dėsnis, o Van der Waalso lygtis yra modifikuota idealių dujų įstatymo versija. Pagrindinis idealių dujų įstatymo ir van der Waalso lygties skirtumas yra tas, kad idealiųjų dujų dėsnio lygtis naudojama idealioms dujoms, o Van der Waal lygtis gali būti naudojama ir idealiosioms, ir tikrosioms dujoms.
Dujos yra junginiai, esantys dujinėje medžiagos fazėje. Norint suprasti dujų elgseną ir savybes, naudojami dujų dėsniai. Šie dujų dėsniai naudojami idealių dujų savybėms apibūdinti. Idealios dujos yra hipotetinis dujinis junginys, turintis unikalių savybių, ty tarp idealių dujų molekulių nėra traukos jėgų. Tačiau tikrosios dujos labai skiriasi nuo idealių dujų. Tačiau kai kurios tikrosios dujos elgiasi kaip idealios dujos, kai sudaromos tinkamos sąlygos (aukšta temperatūra ir žemas slėgis). Todėl prieš naudojant su tikromis dujomis dujų įstatymai yra modifikuojami.
Kas yra idealiųjų dujų įstatymo lygtis?
Idealiųjų dujų įstatymo lygtis yra pagrindinis chemijos dėsnis. Idealiųjų dujų dėsnis rodo, kad idealių dujų slėgio ir tūrio sandauga yra tiesiogiai proporcinga idealių dujų temperatūros ir dujų dalelių skaičiaus sandaugai. Idealiųjų dujų įstatymo lygtis gali būti pateikta taip.
PV=NkT
Kur P yra slėgis, V yra tūris, N yra dujų dalelių skaičius, o T yra idealių dujų temperatūra. „k“yra proporcingumo konstanta, žinoma kaip Boltzmanno konstanta (šios konstantos reikšmė yra 1.38 x 10-23 J/K). Tačiau dažniausia šios lygties forma yra tokia.
PV=nRT
Kur P yra slėgis, V yra tūris, n yra dujų molių skaičius ir T yra dujų temperatūra. R žinomas kaip universali dujų konstanta (8,314 Jmol-1K-1). Šią lygtį galima gauti taip.
Boltzmanno konstanta (k)=R/N
Pritaikius šį ryšį pagrindinei lygčiai, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Už „n“apgamų skaičių, PV=nRT
Kas yra Van der Waalso lygtis?
Van der Waal lygtis yra modifikuota idealių dujų įstatymo versija. Ši lygtis gali būti naudojama tiek idealioms, tiek tikrosioms dujoms. Idealiųjų dujų dėsnis negali būti naudojamas tikroms dujoms, nes dujų molekulių tūris yra didelis, palyginti su realių dujų tūriu, o tarp realių dujų molekulių yra traukos jėgos (idealios dujų molekulės turi nereikšmingą tūrį, palyginti su bendru tūriu, o tarp dujų molekulių nėra traukos jėgų). Van der Waal lygtis gali būti pateikta taip.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Čia „a“yra konstanta, kuri priklauso nuo dujų rūšies, o b taip pat yra konstanta, nurodanti tūrį vienam moliui dujų (užimtų dujų molekulių). Jie naudojami kaip idealios dėsnio lygties pataisos.
01 paveikslas: tikrosios dujos veikia kitaip nei idealios dujos
Tūrio koregavimas
Tikrosios dujų molekulės tūris nėra nereikšmingas (skirtingai nei idealiųjų dujų). Todėl atliekama garsumo korekcija. (V-b) yra garsumo korekcija. Tai suteikia tikrąjį tūrį, kurį gali judėti dujų molekulė (faktinis tūris=bendras tūris – efektyvus tūris).
Slėgio korekcija
Dujų slėgis yra slėgis, kurį dujų molekulė daro ant talpyklos sienelės. Kadangi tarp tikrų dujų molekulių yra traukos jėgos, slėgis skiriasi nuo idealaus elgesio. Tada reikia pakoreguoti slėgį. (P + a{n/V}2) yra slėgio korekcija. (Idealus slėgis=stebimas slėgis + slėgio korekcija).
Kuo skiriasi idealių dujų įstatymas ir Van der Waals lygtis?
Idealus dujų įstatymas prieš Van der Waalso lygtį |
|
| Idealios dujų dėsnio lygtis yra pagrindinis chemijos dėsnis. | Van der Waal lygtis yra modifikuota idealiųjų dujų įstatymo versija. |
| Lygtis | |
| Ideali dujų įstatymo lygtis yra PV=NkT | Van der Waal lygtis yra (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Gamta | |
| Idealios dujų dėsnio lygtis nėra modifikuota. | Van der Waal lygtis yra modifikuota versija su tam tikrais slėgio ir tikrų dujų tūrio pataisymais. |
| Komponentai | |
| Idealiųjų dujų dėsnio lygtis pateikta idealioms dujoms. | Van der Waal lygtis gali būti naudojama ir idealiosioms, ir tikrosioms dujoms. |
Santrauka – Idealus dujų įstatymas ir Van der Waalso lygtis
Dujinė būsena yra viena iš trijų pagrindinių materijos fazių. Dujų elgseną ir savybes galima nustatyti arba numatyti naudojant dujų įstatymus. Idealiųjų dujų įstatymas yra pagrindinis dėsnis, kuris gali būti naudojamas idealioms dujoms. Tačiau kalbant apie tikras dujas, idealiųjų dujų įstatymo lygtis turėtų būti pakeista. Idealiųjų dujų dėsnio ir van der Waalso lygties skirtumas yra tas, kad idealiųjų dujų dėsnio lygtis pateikta idealioms dujoms, o Van der Waal lygtis gali būti naudojama ir idealiosioms, ir tikrosioms dujoms.
