ความแตกต่างที่สำคัญ – กฎของแก๊สในอุดมคติเทียบกับสมการ Van der Waals
กฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎพื้นฐาน ในขณะที่สมการ Van der Waals เป็นกฎของแก๊สในอุดมคติที่ดัดแปลง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎแก๊สในอุดมคติกับสมการแวนเดอร์วาลส์คือ สมการกฎแก๊สในอุดมคติใช้สำหรับก๊าซในอุดมคติ ในขณะที่สมการแวนเดอร์วาลสามารถใช้ได้กับทั้งก๊าซในอุดมคติและก๊าซจริง
ก๊าซคือสารประกอบที่มีอยู่ในเฟสก๊าซของสสาร เพื่อให้เข้าใจถึงพฤติกรรมและคุณสมบัติของก๊าซ กฎของก๊าซจึงถูกนำมาใช้ กฎของแก๊สเหล่านี้ใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติก๊าซในอุดมคติคือสารประกอบก๊าซตามสมมุติฐานที่มีลักษณะเฉพาะ กล่าวคือ ไม่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ อย่างไรก็ตาม ก๊าซจริงนั้นแตกต่างจากก๊าซในอุดมคติอย่างมาก แต่ก๊าซจริงบางชนิดมีลักษณะเป็นก๊าซในอุดมคติเมื่อมีสภาวะที่เหมาะสม (อุณหภูมิสูงและความดันต่ำ) ดังนั้นกฎของแก๊สจึงได้รับการแก้ไขก่อนที่จะใช้กับก๊าซจริง
สมการกฎหมายแก๊สในอุดมคติคืออะไร
สมการกฎแก๊สในอุดมคติคือกฎพื้นฐานทางเคมี กฎของแก๊สในอุดมคติระบุว่าผลคูณของความดันและปริมาตรของก๊าซในอุดมคตินั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของอุณหภูมิและจำนวนอนุภาคก๊าซของก๊าซในอุดมคติ สมการกฎแก๊สในอุดมคติสามารถกำหนดได้ดังนี้
PV=NkT
โดยที่ P คือความดัน V คือปริมาตร N คือจำนวนอนุภาคของแก๊ส และ T คืออุณหภูมิของแก๊สในอุดมคติ “k” คือค่าคงที่ตามสัดส่วนที่เรียกว่าค่าคงที่ของ Boltzmann (ค่าของค่าคงที่นี้คือ 138 x 10-23 J/K). อย่างไรก็ตาม รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของสมการนี้มีดังต่อไปนี้
PV=nRT
โดยที่ P คือความดัน V คือปริมาตร n คือจำนวนโมลของแก๊ส T คืออุณหภูมิของแก๊ส R เป็นที่รู้จักในฐานะค่าคงที่แก๊สสากล (8.314 Jmol-1K-1) สมการนี้สามารถหาได้ดังนี้
ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ (k)=R/N
โดยนำความสัมพันธ์นี้ไปใช้กับสมการพื้นฐาน
PV=N x (R/N) x T
PV=RT
สำหรับจำนวนโมล “n”
PV=nRT
Van der Waals Equation คืออะไร
สมการ Van der Waal เป็นการดัดแปลงกฎของแก๊สในอุดมคติ สมการนี้สามารถใช้ได้กับก๊าซในอุดมคติและก๊าซจริง กฎของแก๊สในอุดมคติไม่สามารถใช้กับก๊าซจริงได้ เนื่องจากปริมาตรของโมเลกุลของแก๊สจะมากเมื่อเทียบกับปริมาตรของแก๊สจริง และมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของแก๊สจริง (โมเลกุลของแก๊สในอุดมคติมีปริมาตรเล็กน้อยเมื่อเทียบกับปริมาตรทั้งหมด และไม่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของแก๊ส)สมการ Van der Waal สามารถกำหนดได้ดังนี้
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
ในที่นี้ “a” คือค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ และ b เป็นค่าคงที่ที่ให้ปริมาตรต่อโมลของก๊าซ (ครอบครองโดยโมเลกุลของแก๊ส) สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เพื่อแก้ไขสมการกฎหมายในอุดมคติ
รูปที่ 01: ก๊าซจริงมีพฤติกรรมแตกต่างจากก๊าซในอุดมคติ
ปรับระดับเสียง
ปริมาตรของโมเลกุลก๊าซจริงนั้นไม่สำคัญ (ต่างจากก๊าซในอุดมคติ) ดังนั้นการแก้ไขระดับเสียงจึงเสร็จสิ้น (V-b) คือการแก้ไขระดับเสียง ซึ่งจะทำให้ปริมาตรจริงที่โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่ได้ (ปริมาตรจริง=ปริมาตรทั้งหมด – ปริมาตรที่มีประสิทธิภาพ)
ปรับความดัน
ความดันของก๊าซคือแรงดันที่โมเลกุลของก๊าซกระทำกับผนังของภาชนะ เนื่องจากมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของก๊าซจริง ความดันจึงแตกต่างจากพฤติกรรมในอุดมคติ จากนั้นควรทำการแก้ไขความดัน (P + a{n/V}2) คือการแก้ไขแรงดัน (แรงดันในอุดมคติ=แรงดันที่สังเกตได้ + การแก้ไขแรงดัน)
ความแตกต่างระหว่างกฎแก๊สในอุดมคติกับสมการแวนเดอร์วาลส์คืออะไร
กฎของแก๊สในอุดมคติเทียบกับสมการ Van der Waals |
|
| สมการกฎแก๊สในอุดมคติคือกฎพื้นฐานทางเคมี | สมการ Van der Waal เป็นกฎของแก๊สในอุดมคติฉบับแก้ไข |
| สมการ | |
| สมการกฎแก๊สในอุดมคติคือ PV=NkT | สมการ Van der Waal คือ (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| ธรรมชาติ | |
| สมการกฎแก๊สในอุดมคติไม่ใช่เวอร์ชันดัดแปลง | สมการ Van der Waal เป็นรุ่นที่แก้ไขโดยมีการแก้ไขแรงดันและปริมาตรของก๊าซจริง |
| ส่วนประกอบ | |
| สมการกฎแก๊สในอุดมคติให้ก๊าซในอุดมคติ | สมการ Van der Waal ใช้ได้กับทั้งก๊าซในอุดมคติและก๊าซจริง |
Summary – กฎของแก๊สในอุดมคติเทียบกับสมการ Van der Waals
สถานะก๊าซเป็นหนึ่งในสามขั้นตอนหลักของสสาร พฤติกรรมและคุณสมบัติของก๊าซสามารถกำหนดหรือคาดการณ์ได้โดยใช้กฎของแก๊สกฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎพื้นฐานที่สามารถใช้กับก๊าซในอุดมคติได้ แต่เมื่อพิจารณาก๊าซจริง สมการกฎของแก๊สในอุดมคติควรได้รับการแก้ไข ความแตกต่างระหว่างกฎของแก๊สในอุดมคติกับสมการแวนเดอร์วาลส์ก็คือ สมการกฎแก๊สในอุดมคติจะให้สำหรับก๊าซในอุดมคติ ในขณะที่สมการแวนเดอร์วาลสามารถใช้ได้กับทั้งก๊าซในอุดมคติและก๊าซจริง