Idealios dujos vs tikros dujos
Dujos yra viena iš būsenų, kurioje egzistuoja materija. Jis turi prieštaringų kietųjų ir skysčių savybių. Dujos neturi tvarkos ir užima bet kurią vietą. Jų elgesiui didelę įtaką daro tokie kintamieji kaip temperatūra, slėgis ir kt.
Kas yra idealios dujos?
Idealios dujos yra teorinė sąvoka, kurią naudojame studijų tikslais. Kad dujos būtų idealios, jos turi turėti šias charakteristikas. Jei vieno iš jų trūksta, dujos nėra laikomos idealiomis dujomis.
• Tarpmolekulinės jėgos tarp dujų molekulių yra nereikšmingos.
• Dujų molekulės laikomos taškinėmis dalelėmis. Todėl, palyginti su erdve, kurioje yra dujų molekulės, molekulių tūriai yra nereikšmingi.
Paprastai dujinės molekulės užpildo bet kurią erdvę. Todėl, kai didelę erdvę užima oras, pati dujų molekulė yra labai maža, palyginti su erdve. Todėl manyti, kad dujų molekulės yra taškinės dalelės, tam tikru mastu yra teisinga. Tačiau yra ir nemažo tūrio dujų molekulių. Nepaisydami garsumo, šiais atvejais atsiranda klaidų. Remiantis pirmąja prielaida, turime manyti, kad tarp molekulių nėra dujų molekulių sąveikos. Tačiau iš tikrųjų tarp jų yra bent jau silpnos sąveikos. Tačiau dujinės molekulės juda greitai ir atsitiktinai. Todėl jie neturi pakankamai laiko tarpmolekulinėms sąveikoms su kitomis molekulėmis. Todėl, žvelgiant šiuo kampu, iš dalies pagrįsta priimti ir pirmąją prielaidą. Nors mes sakome, kad idealios dujos yra teorinės, negalime teigti, kad tai 100% tiesa. Yra atvejų, kai dujos veikia kaip idealios dujos. Idealioms dujoms būdingi trys kintamieji: slėgis, tūris ir temperatūra. Ši lygtis apibrėžia idealias dujas.
PV=nRT=NkT
P=absoliutus slėgis
V=garsumas
n=apgamų skaičius
N=molekulių skaičius
R=universali dujų konstanta
T=absoliuti temperatūra
K=Boltzmanno konstanta
Nors yra apribojimų, dujų elgseną nustatome pagal aukščiau pateiktą lygtį.
Kas yra tikrosios dujos?
Kai viena iš dviejų arba abiejų pirmiau pateiktų prielaidų negalioja, tos dujos vadinamos tikrosiomis dujomis. Mes iš tikrųjų susiduriame su tikromis dujomis natūralioje aplinkoje. Tikros dujos skiriasi nuo idealios būklės esant labai aukštam slėgiui. Taip yra todėl, kad esant labai aukštam slėgiui, dujų užpildymo tūris labai sumažėja. Tada, palyginti su erdve, negalime ignoruoti molekulės dydžio. Be to, idealios dujos patenka į tikrąją būseną esant labai žemai temperatūrai. Esant žemai temperatūrai, dujų molekulių kinetinė energija yra labai maža. Todėl jie juda lėtai. Dėl šios priežasties tarp dujų molekulių bus tarpmolekulinė sąveika, kurios negalime ignoruoti. Tikroms dujoms negalime naudoti aukščiau pateiktos idealių dujų lygties, nes jos elgiasi skirtingai. Yra sudėtingesnių lygčių tikroms dujoms apskaičiuoti.
Kuo skiriasi idealios ir tikrosios dujos?
• Idealios dujos neturi tarpmolekulinių jėgų, o dujų molekulės laikomos taškinėmis dalelėmis. Priešingai, tikrosios dujų molekulės turi dydį ir tūrį. Be to, jie turi tarpmolekulines jėgas.
• Idealių dujų iš tikrųjų negalima rasti. Tačiau dujos taip elgiasi esant tam tikroms temperatūroms ir slėgiui.
• Esant aukštam slėgiui ir žemai temperatūrai, dujos paprastai elgiasi kaip tikros dujos. Tikros dujos veikia kaip idealios dujos esant žemam slėgiui ir aukštai temperatūrai.
• Idealios dujos gali būti susietos su PV=nRT=NkT lygtimi, o tikrosios dujos – ne. Norint nustatyti tikras dujas, yra daug sudėtingesnių lygčių.
