理想的なガス対リアルガス:重要な違い
理想的なガスの概念 ガスの挙動を記述するために物理学と化学で使用される単純化です。現実を完全に反映していない特定の条件を想定しており、理論モデルにします。 実際のガス 一方、これらの理想的な条件から逸脱する行動を示します。
主な違いの内訳は次のとおりです。
理想的なガス:
* 仮定:
* 分子間力なし: 分子は、それらの間に魅力的または反発的な力がないと想定されています。
* ポイント質量: 分子は、ボリュームのない無次元のポイントと見なされます。
* 完全に弾力性のある衝突: 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。
* 一定の平均運動エネルギー: 分子の平均運動エネルギーは、絶対温度に比例します。
* 動作:
* 理想的なガス法に従います: pv =nrt(pは圧力、vは体積、nはモルの数、rは理想的なガス定数、tは温度です)。
* 予測可能な動作: 一定の条件下では、理想的なガス法は、圧力、量、または温度の変化を正確に予測できます。
実際のガス:
* 現実:
* 分子間力: 実際のガスの分子は、魅力的な(例:ファンデルワールスの力)と近距離で反発力を経験します。
* 有限ボリューム: 分子には有限体積があり、これは高い圧力で有意になります。
* 非弾性衝突: 実際のガス分子間の衝突は完全に弾力性がありません。熱としてエネルギーが失われます。
* 対照平均運動エネルギー: 分子の平均運動エネルギーは、分子間力により異なる場合があります。
* 動作:
* 理想的なガス法からの逸脱: 理想的なガス法は、分子間力と分子量がより重要になる高圧と低温では精度が低くなります。
* 圧縮率係数: この因子(Z)は、理想的な行動からの逸脱を説明するために導入されています。 z =1の理想的なガスの場合は、実際のガスの場合は1から逸脱します。
* 凝縮と液化: 低温と高い圧力では、実際のガスは液体に凝縮することができます。これは、理想的なガス法では予測されていない現象です。
理想的なガスと実際のガスを使用する時期:
* 理想的なガス: 特に低い圧力と高温で、簡単な計算と推定に理想的なガス法を使用してください。
* 実際のガス: 理想的なガス法が不十分な正確な高い圧力または低温に対処するときに使用してください。実際のガスの挙動を記述するには、より複雑なモデル(ファンデルワールス方程式など)が必要です。
要約すると、理想的なガスモデルは、特定の条件下でガスの挙動を理解するための有用な近似です。ただし、実際のガスはこれらの理想的な条件から逸脱を示し、正確な予測のためにより複雑なモデルを検討する必要があります。