Πώς σχετίζεται ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο με πραγματικά αέρια;
pv =nrt
Όπου το R είναι το ιδανικό σταθερά αερίου.
Ωστόσο, ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο που προϋποθέτει ότι τα αέρια συμπεριφέρονται ιδανικά. Στην πραγματικότητα, τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες. Εδώ είναι γιατί:
παραδοχές του ιδανικού νόμου περί αερίου:
* Σημεία σημείου: Τα ιδανικά αέρια θεωρούνται ότι αποτελούνται από σωματίδια σημείων χωρίς όγκο.
* Δεν υπάρχουν διαμοριακές δυνάμεις: Τα ιδανικά μόρια αερίου υποτίθεται ότι δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά:
* πεπερασμένος όγκος μορίων: Τα πραγματικά μόρια αερίου έχουν πεπερασμένο όγκο, το οποίο γίνεται σημαντικό σε υψηλές πιέσεις. Αυτό σημαίνει ότι ο πραγματικός διαθέσιμος όγκος για τα μόρια αερίου να μετακινούνται είναι μικρότερος από τον όγκο του δοχείου.
* Διαμοριακές δυνάμεις: Τα πραγματικά μόρια αερίου αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω ελκυστικών δυνάμεων (όπως οι δυνάμεις van der Waals). Αυτές οι δυνάμεις γίνονται σημαντικές σε χαμηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας το αέριο να αποκλίνει από την ιδανική συμπεριφορά.
Πώς να υπολογίσετε τις αποκλίσεις:
Αρκετές προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται για να ληφθούν υπόψη οι αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά:
* Εξίσωση van der waals: Αυτή η εξίσωση εισάγει όρους διόρθωσης για να ληφθεί υπόψη ο πεπερασμένος όγκος των μορίων και των ενδομοριακών δυνάμεων. Παρέχει μια ακριβέστερη περιγραφή της πραγματικής συμπεριφοράς φυσικού αερίου.
* συντελεστής συμπιεστότητας (z): Αυτός ο παράγοντας συγκρίνει τον πραγματικό όγκο ενός πραγματικού αερίου με τον ιδανικό όγκο αερίου στις ίδιες συνθήκες. Οι τιμές του z κοντά στο 1 υποδεικνύουν την ιδανική συμπεριφορά, ενώ οι αποκλίσεις από το 1 υποδεικνύουν τη μη ιδανική συμπεριφορά.
Συνοπτικά:
Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο παρέχει μια χρήσιμη προσέγγιση για τη συμπεριφορά των αερίων υπό πολλές συνθήκες. Ωστόσο, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι τα πραγματικά αέρια παρουσιάζουν αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες. Η εξίσωση van der Waals και ο συντελεστής συμπιεστότητας είναι εργαλεία που βοηθούν στην απόκτηση αυτών των αποκλίσεων.
