Ideaalne gaas vs pärisgaas
Gaas on üks olekutest, milles aine eksisteerib. Sellel on tahkete ja vedelike suhtes vastuolulised omadused. Gaasidel ei ole järjekorda ja nad hõivavad mis tahes ruumi. Nende käitumist mõjutavad suuresti sellised muutujad nagu temperatuur, rõhk jne.
Mis on ideaalne gaas?
Ideaalne gaas on teoreetiline kontseptsioon, mida kasutame õppetöös. Selleks, et gaas oleks ideaalne, peaksid neil olema järgmised omadused. Kui üks neist puudub, ei peeta gaasi ideaalseks gaasiks.
• Molekulidevahelised jõud gaasimolekulide vahel on tühised.
• Gaasimolekule peetakse punktosakesteks. Seetõttu on molekulide mahud võrreldes ruumiga, kus gaasimolekulid hõivavad, tähtsusetud.
Tavaliselt täidavad gaasilised molekulid mis tahes ruumi. Seetõttu, kui õhk on hõivatud suure ruumiga, on gaasimolekul ise ruumiga võrreldes väga väike. Seetõttu on gaasimolekulide eeldamine punktosakestena teatud määral õige. Siiski on mõned märkimisväärse mahuga gaasimolekulid. Helitugevuse eiramine annab sellistel juhtudel vigu. Esimese eelduse kohaselt peame arvestama, et gaasimolekulide vahel puudub molekulidevaheline interaktsioon. Kuid tegelikkuses on nende vahel vähem alt nõrk koostoime. Kuid gaasilised molekulid liiguvad kiiresti ja juhuslikult. Seetõttu ei ole neil piisav alt aega molekulidevaheliste interaktsioonide loomiseks teiste molekulidega. Seetõttu on selle nurga alt vaadates mõneti õige nõustuda ka esimese eeldusega. Kuigi me ütleme, et ideaalsed gaasid on teoreetilised, ei saa me öelda, et see on 100% tõsi. Mõnel juhul toimivad gaasid ideaalsete gaasidena. Ideaalset gaasi iseloomustavad kolm muutujat: rõhk, maht ja temperatuur. Järgmine võrrand määratleb ideaalsed gaasid.
PV=nRT=NkT
P=absoluutne rõhk
V=helitugevus
n=moolide arv
N=molekulide arv
R=universaalne gaasikonstant
T=absoluutne temperatuur
K=Boltzmanni konstant
Kuigi on piiranguid, määrame gaaside käitumise ül altoodud võrrandi abil.
Mis on pärisgaas?
Kui üks kahest või mõlemast ül altoodud eeldusest on kehtetu, nimetatakse neid gaase tõelisteks gaasideks. Tegelikult kohtame looduskeskkonnas tõelisi gaase. Tõeline gaas erineb ideaalsest seisundist väga kõrge rõhu korral. Selle põhjuseks on asjaolu, et väga kõrge rõhu rakendamisel muutub gaasi täitmise maht väga väikeseks. Võrreldes ruumiga, ei saa me ignoreerida molekuli suurust. Lisaks jõuavad ideaalsed gaasid reaalsesse olekusse väga madalatel temperatuuridel. Madalatel temperatuuridel on gaasimolekulide kineetiline energia väga madal. Seetõttu liiguvad nad aeglaselt. Seetõttu tekib gaasimolekulide vahel molekulidevaheline interaktsioon, mida me ei saa ignoreerida. Reaalsete gaaside puhul ei saa me ül altoodud ideaalse gaasi võrrandit kasutada, kuna need käituvad erinev alt. Reaalsete gaaside arvutamiseks on keerulisemad võrrandid.
Mis vahe on ideaalsel ja tõelisel gaasil?
• Ideaalsetel gaasidel ei ole molekulidevahelisi jõude ja gaasimolekule peetakse punktosakesteks. Seevastu tegelikel gaasimolekulidel on suurus ja maht. Lisaks on neil molekulidevahelised jõud.
• Ideaalseid gaase ei leidu tegelikkuses. Kuid gaasid käituvad teatud temperatuuridel ja rõhkudel sel viisil.
• Gaasid käituvad kõrgel rõhul ja madalal temperatuuril tõeliste gaasidena. Tõelised gaasid käituvad madalal rõhul ja kõrgel temperatuuril ideaalsete gaasidena.
• Ideaalseid gaase saab seostada võrrandiga PV=nRT=NkT, tegelikke gaase aga mitte. Reaalsete gaaside määramiseks on palju keerulisemad võrrandid.
