Fő különbség – univerzális gázállandó a karakterisztikus gázállandóhoz képest
A gázfázis egyike az anyag létezésének három fő fázisának. A három halmazállapot közül ez a legösszenyomhatóbb állapot. A többi elem közül csak 11 elem létezik gázként normál körülmények között. Az „ideális gáztörvény” azonban egy egyenletet ad, amellyel megmagyarázhatjuk egy normál gáz viselkedését. Van egy arányossági állandója, amelyet univerzális gázállandónak neveznek, és ha valódi gázra alkalmazzuk, akkor ezt az állandót egy módosítással alkalmazzuk. Ekkor jellemző gázállandónak nevezzük. A fő különbség az univerzális gázállandó és a karakterisztikus gázállandó között az, hogy az univerzális gázállandó csak ideális gázokra vonatkozik, míg a karakterisztikus gázállandó a valódi gázokra vonatkozik.
Mi az univerzális gázállandó?
A gázmolekulák képesek szabadon mozogni az egész térben, mivel nagyon könnyű molekulák. A gázmolekulák közötti erők gyenge Van Der Waal vonzási erők. Azonban a gáz viselkedésének magyarázata érdekében a tudósok elméleteket vezettek le az Ideális gáz néven ismert hipotetikus gáz felhasználásával. Levezettek egy törvényt is erre az ideális gázra vonatkozóan, amely az ideális gáz törvényeként ismert.
Először is tudnunk kell, mit jelent az ideális gáz. Ez egy hipotetikus gáz, amely a következő tulajdonságokat mutatná, ha valódi gáz lenne. Ezek csak feltételezések.
- Az ideális gáz nagyszámú kis gázmolekulából áll.
- E gázmolekulák térfogata elhanyagolható.
- A gázmolekulák között nincs vonzerő.
- E gázmolekulák mozgása megfelel a Newton-féle mozgástörvénynek.
- A molekulák ütközései teljesen rugalmasak.
Ezeket a tulajdonságokat tekintve érthető, hogy a valódi gázok egyike sem ideális.
Mi az ideális gáztörvény
Az ideális gáz törvénye az ideális gáz állapotát jelzi, és a következő egyenlettel magyarázható.
PV=nRT
P – Az ideális gáz nyomása
V – Az ideális gáz térfogata
n – Az ideális gáz móljainak száma (anyagmennyiség)
T – Hőmérséklet
Az R kifejezés itt az univerzális gázállandó. Az R értéke kiszámítható a standard hőmérséklet és nyomás figyelembevételével, amelyek 00C és 1 atm nyomás. Ez az univerzális gázállandó értéke 0,082057 L/(K.mol).
Mi a jellemző gázállandó?
Az ideális gázegyenlet normál gázokra történő alkalmazásakor a fenti egyenletet módosítani kell, mivel a valódi gázok egyike sem viselkedik ideális gázként. Így az univerzális gázállandó helyett karakterisztikus gázállandót használnak. A valódi gázok ideális gáztól eltérő tulajdonságait az alábbiak szerint sorolhatjuk fel.
- A valódi gázok az ideális gázokhoz képest megkülönböztethető nagy molekulákból állnak.
- Ezek a gázmolekulák egy bizonyos térfogatot viselnek.
- A gázmolekulák között gyenge Van Der Waal-erők vannak.
- Az ütközések nem teljesen rugalmasak.
Ezért az ideális gáztörvény nem alkalmazható közvetlenül egy valódi gázra. Így egy egyszerű módosítás történik; az univerzális gázállandót elosztjuk a gáz moláris tömegével, mielőtt alkalmaznánk az egyenletben. A következőképpen jeleníthető meg.
Rspecifikus=R/M
Rspecifikus –Jellegzetes gázállandó
R – Univerzális gázállandó
M – A gáz moláris tömege
Ez akár gázkeverékekhez is használható. Ezután az R állandót el kell osztani a gázkeverék moláris tömegével. Ezt a jellemző gázállandót fajlagos gázállandónak is nevezik, mert értéke a gáztól vagy a gázkeveréktől függ.
01. ábra: Ideális gáz kontra valódi gáz
Mi a különbség az univerzális gázállandó és a karakterisztikus gázállandó között?
Univerzális gázállandó vs karakterisztikus gázállandó |
|
| Az univerzális gázállandó csak ideális gázra vonatkozik. | Valódi gázra jellemző gázállandót alkalmazunk. |
| Számítás | |
| Az univerzális gázállandót a szabványos hőmérséklet és nyomás (STP) értékek alapján számítjuk ki. | A karakterisztikus gázállandót az STP értékekkel és a valódi gáz moláris tömegével számítják ki. |
| Kapcsolat a gázzal | |
| Az egyetemes gázállandó független a felvett gáztól. | A jellemző gázállandó a gáztól függ. |
| Érték | |
| Az univerzális gázállandó értéke 0,082057 L/(K.mol). | A jellemző gázállandó értéke mindig a gáztól függ. |
Összefoglaló – Univerzális gázállandó vs karakterisztikus gázállandó
Az ideális gáz egy hipotetikus gáz, amelyről feltételezzük, hogy tulajdonságai nagyon különböznek a valódi gázoktól. Az ideális gáz törvénye az ideális gáz viselkedésének magyarázatára jön létre. Ennek az állandónak a valós gázokon való használatakor azonban módosítani kell az univerzális gázállandótól eltérő karakterisztikus gázállandó alkalmazásával. Ennek az az oka, hogy a valódi gázok egyike sem viselkedik ideális gázként. A fő különbség az univerzális gázállandó és a karakterisztikus gázállandó között az, hogy az univerzális gázállandó csak ideális gázokra vonatkozik, míg a karakterisztikus gázállandó a valódi gázokra vonatkozik.
Az univerzális gázállandó és a karakterisztikus gázállandó PDF-verziójának letöltése
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet megjegyzései szerint. Kérjük, töltse le a PDF verziót innen. Különbség az univerzális gázállandó és a karakterisztikus gázállandó között.
