理想的なガス:
* 仮定:
* 点粒子: ガス分子には、容積がなく、宇宙のポイントにすぎないと考えられています。
* 分子間力なし: 分子は互いに引き付けたり反発したりしません。
* 弾性衝突: 分子間の衝突は完全に弾力性があり、エネルギーが失われません。
* ランダムモーション: 分子は、高速ですべての方向にランダムに移動します。
* 動作:
*理想的なガス法(PV =NRT)に従います 完璧です。
*圧縮率は非常に高いです。
*理想的なガスの内部エネルギーは、その運動エネルギーのみが原因です。
*低温や高い圧力でさえ、結露や液化はありません。
実際のガス:
* 現実:
* 有限ボリューム: 分子には体積があり、この体積は高い圧力で有意になる可能性があります。
* 分子間力: 分子は互いに引き付けられ(ファンデルワールスの力)、これは低温と高い圧力で重要になります。
* 非弾性衝突: 分子間の衝突は完全に弾力性がなく、ある程度のエネルギーが失われます。
* 動作:
*理想的なガス法からの逸脱は、高い圧力と低温で重要になります。
*圧縮率は理想的なガスよりも低いです。
*実際のガスの内部エネルギーには、分子間力による運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの両方が含まれます。
*凝縮と液化は、低温および高い圧力で発生する可能性があります。
要約:
|機能|理想的なガス|実際のガス|
| --- | --- | --- |
| 分子サイズ |点粒子(ゼロボリューム)|有限量|
| 分子間力 |なし|現在(ファンデルワールス力)|
| 衝突 |完全に弾力性|非弾性|
| 理想的なガス法 |完全に続きます|高圧および低温での逸脱|
| 圧縮率 |高|理想的なガスよりも低い|
| 凝縮/液化 |不可能|低温および高圧で可能|
理想的なガスモデルを使用する時期
理想的なガスモデルは、中程度の温度と圧力でのほとんどのガスに有用な近似です。ただし、条件がこれらから大幅に逸脱する場合、実際のガスモデルを使用して、ガスの挙動を正確に予測する必要があります。
例:
* 理想的なガス: 室温と圧力のヘリウムは、理想的なガスのように振る舞います。
* 実際のガス: 高圧と低温の水蒸気は、理想的なガスとは大幅に異なります。
理想的なガスモデルは、ガスの行動を理解するための良い出発点を提供する単純化であることを忘れないでください。実際のガスモデルは、分子相互作用の複雑さを検討する際に、より正確な表現を提供します。