De lucht die ons omringt, de dieren om ons heen en zelfs ons eigen lichaam bestaat uit moleculen en verschillende gassen. Deze gassen zijn een essentieel onderdeel van ons leven. We ademen en stoten elke seconde gassen uit. Maar er zijn verschillende soorten gassen. Sommige zijn zelfs hypothetisch. Het verschil tussen ideaal gas en echt gas helpt ons om gassen beter te begrijpen.
Ideaal gas versus echt gas
Het verschil tussen ideaal gas en echt gas is dat het eerste een hypothetisch gas is, terwijl het laatste in realtime bestaat. Ideaal gas gehoorzaamt altijd aan de wetten van gas, terwijl echt gas onder bepaalde voorwaarden aan die wetten voldoet. De twee gassen verschillen ook in termen van het volume dat hun moleculen innemen, de manier waarop ze op elkaar inwerken, enz.
Ideaal Gas is een theoretisch gas, wat betekent dat het in werkelijkheid niet bestaat. Het gehoorzaamt aan de gaswetten onder alle druk- en temperatuuromstandigheden. Een ideaal gas heeft meerdere minuscule deeltjes die willekeurig in alle richtingen bewegen omdat ze niet onderhevig zijn aan interactie tussen deeltjes.
Aan de andere kant is echt gas aanwezig in de omgeving om ons heen. Echte gassen gehoorzamen alleen aan de gaswetten bij hoge temperatuur en lage druk. De moleculen van deze gassen interageren met elkaar, daarom gedragen ze zich niet als een ideaal gas.
Vergelijkingstabel tussen ideaal gas en echt gas
| Parameters van vergelijking: | Ideaal gas | Echt gas |
| Definitie | Een ideaal gas volgt alle gaswetten onder alle omstandigheden van druk en temperatuur. | Echte gassen volgen alleen de gaswetten onder omstandigheden waar de druk laag is en de temperatuur hoog. |
| Beweging van moleculen | De moleculen in een ideaal gas kunnen vrij bewegen en nemen niet deel aan interactie tussen deeltjes. | De moleculen van een echt gas botsen met elkaar en zijn onderhevig aan interactie tussen deeltjes. |
| Volume bezet | Het volume ingenomen door een ideaal gas is verwaarloosbaar in vergelijking met het totale volume. | Het volume dat door een echt gas wordt ingenomen, is aanzienlijk in vergelijking met het totale volume. |
| Druk | Een ideaal gas heeft een hoge druk. | De werkelijke druk in een echt gas is lager dan de druk van een ideaal gas. |
| Aanwezige krachten | In een ideaal gas zijn geen intermoleculaire aantrekkingskrachten aanwezig. | De krachten die aanwezig zijn in een echt gas zijn ofwel aantrekkelijk ofwel afstotend. |
| Formule | Een ideaal gas volgt de formule; PV=nRT | Echte gassen gehoorzamen aan de formule, (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT. |
Wat is ideaal gas?
Samengesteld uit meerdere deeltjes die willekeurig in alle richtingen bewegen, is het ideale gas het gas dat niet onderhevig is aan interactie tussen deeltjes. Het gehoorzaamt de gaswetten, evenals de staatsvergelijking. In een ideaal gas zijn de botsingen tussen moleculen perfect elastisch; dit betekent dat er geen verlies van kinetische energie is bij een botsing.
Een ideaal gas heeft geen intermoleculaire aantrekkingskracht. Het is een hypothetisch gas, wat betekent dat het niet in het milieu voorkomt. Het model van een ideale gaswet is zowel in de Newtoniaanse dynamiek als in de kwantummechanica onderzocht.
Het kan theoretisch worden begrepen dat een ideaal gas dat het voortkomt uit de kinetische druk van gasmoleculen. De moleculen botsen met de wanden van een container volgens de wetten van Newton. Het is ook duidelijk dat wanneer de druk van een ideaal gas wordt verlaagd tijdens een smoorproces, er geen verandering in de temperatuur zal worden waargenomen.
Een ideaal gas condenseert niet omdat het een verwaarloosbaar volume heeft. Het mist ook een tripelpunt, een punt waarop de temperatuur en druk van vaste, vloeibare en gasvormige fasen van een zuivere stof in evenwicht naast elkaar kunnen bestaan. Een ideaal gas voldoet aan de formule PV=nRT.
Wat is echt gas?
Echte gassen zijn die gassen die onder bepaalde omstandigheden de gaswetten volgen. Het zijn niet de ideale gassen. Om echte gassen te laten bestaan, moet de druk laag zijn en de temperatuur hoog. De gasvormige deeltjes van echte gassen bewegen en interageren met elkaar. Deze botsingen zijn inelastisch, wat betekent dat er enig verlies van kinetische energie is.
De moleculen van echte gassen nemen volume in beslag. Intermoleculaire krachten in een echt gas kunnen aantrekkelijk of afstotend zijn. Een echt gas is niet hypothetisch, wat betekent dat het in de atmosfeer bestaat. Er zijn meerdere modellen om de toestandsvergelijking van een echt gas uit te leggen, maar de meest gebruikte is het model van Van der Waal.
Het volume van een echt gas blijft bij hoge druk aanzienlijk hoog in vergelijking met een ideaal gas. Ook wanneer de druk van een echt gas wordt verlaagd tijdens een smoorproces, zal de temperatuur waarschijnlijk stijgen of dalen, afhankelijk van of Joule-Thompson positief of negatief is.
In tegenstelling tot ideaal gas condenseert een echt gas wanneer het wordt afgekoeld tot het kookpunt. De gebruikelijke voorbeelden van echte gassen zijn zuurstof, stikstof, waterstof, koolstofdioxide, enz. De formule die door een echt gas wordt gevolgd, is (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT.
Belangrijkste verschillen tussen ideaal gas en echt gas
Gevolgtrekking
Een ideaal gas is een gas waarin de botsingen tussen alle moleculen elastisch van aard zijn, wat betekent dat ze niet onderhevig zijn aan interactie tussen deeltjes. Een ideaal gas bestaat in werkelijkheid niet. Het is puur theoretisch van aard. Het concept van ideaal gas helpt ons de gaswetten te begrijpen en statistische mechanica te analyseren.
Een echt gas is een gas dat, in omstandigheden van standaard druk en temperatuur, niet aan de gaswetten voldoet. De moleculen interageren met elkaar, en daarom gedraagt de reële zich niet als een ideaal gas. Een echt gas heeft snelheid, massa en volume. Ze hebben de neiging om vloeibaar te worden wanneer ze worden afgekoeld tot hun kookpunt.
Referenties
- https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922
