Skirtumas tarp idealių ir realių dujų

Idealios dujos vs tikros dujos
 

Dujos yra viena iš būsenų, kuriose egzistuoja materija. Jis turi prieštaringų kietų ir skysčių savybių. Dujos neturi užsakymo, ir jos užima bet kurią nurodytą vietą. Jų elgesiui didelę įtaką daro tokie kintamieji kaip temperatūra, slėgis ir kt.

Kas yra idealios dujos?

Idealios dujos yra teorinė sąvoka, kurią naudojame savo studijų tikslams. Kad dujos būtų idealios, jos turėtų turėti šias savybes. Jei trūksta vieno iš jų, dujos nėra laikomos idealiomis dujomis.

• Tarpmolekulinės jėgos tarp dujų molekulių yra nereikšmingos.

• Dujų molekulės laikomos taškinėmis dalelėmis. Taigi, palyginti su erdve, kurioje užima dujų molekulės, molekulių tūriai yra nereikšmingi.

Paprastai dujinės molekulės užpildo bet kurią nurodytą vietą. Todėl, kai didelę erdvę užima oras, pati dujų molekulė, palyginti su kosmine erdve, yra labai maža. Todėl manyti, kad dujų molekulės yra taškinės dalelės, yra teisinga. Tačiau yra keletas dujų molekulių, kurių tūris yra didelis. Ignoruodami tomą, šiais atvejais atsiranda klaidų. Remiantis pirmąja prielaida, turime atsižvelgti į tai, kad tarp dujinių molekulių nėra tarpmolekulinės sąveikos. Tačiau iš tikrųjų tarp jų yra bent silpna sąveika. Dujinės molekulės juda greitai ir atsitiktinai. Todėl jie neturi pakankamai laiko užmegzti tarpmolekulinių sąveikų su kitomis molekulėmis. Todėl, žvelgiant šiuo kampu, teisinga sutikti ir su pirma prielaida. Nors mes sakome, kad idealios dujos yra teorinės, negalime sakyti, kad jos yra 100% tikros. Yra atvejų, kai dujos veikia kaip idealios dujos. Idealias dujas apibūdina trys kintamieji: slėgis, tūris ir temperatūra. Ši lygtis apibūdina idealias dujas.

PV = nRT = NkT

P = absoliutus slėgis

V = tūris

n = apgamų skaičius

N = molekulių skaičius

R = universalioji dujų konstanta

T = absoliuti temperatūra

K = Boltzmanno konstanta

Nors yra ir apribojimų, mes nustatome dujų elgseną pagal aukščiau pateiktą lygtį.

Kas yra tikrosios dujos?

Kai viena iš dviejų ar abi pirmiau pateiktos prielaidos yra klaidingos, tos dujos yra žinomos kaip tikrosios dujos. Natūralioje aplinkoje iš tikrųjų susiduriame su dujomis. Tikros dujos skiriasi nuo idealios būklės esant labai aukštam slėgiui. Taip yra todėl, kad, veikiant labai aukštam slėgiui, tūris, kuriame užpildomos dujos, tampa labai mažesnis. Palyginti su erdve, mes negalime nepastebėti molekulės dydžio. Be to, idealios dujos patenka į tikrąją būseną esant labai žemai temperatūrai. Žemoje temperatūroje dujinių molekulių kinetinė energija yra labai maža. Todėl jie juda lėtai. Dėl šios priežasties tarp dujų molekulių bus tarpmolekulinė sąveika, kurios negalime ignoruoti. Realioms dujoms negalime naudoti aukščiau pateiktos idealios dujų lygties, nes jos elgiasi skirtingai. Realių dujų apskaičiavimui yra sudėtingesnės lygtys.

Kuo skiriasi idealios ir realios dujos? • Idealios dujos neturi tarpmolekulinių jėgų, o dujų molekulės laikomos taškinėmis dalelėmis. Priešingai, tikrų dujų molekulės turi dydį ir tūrį. Be to, jie turi tarpmolekulines jėgas. • Neįmanoma rasti idealių dujų. Bet dujos tokiu būdu elgiasi esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui. • Dujos paprastai veikia kaip tikros dujos esant aukštam slėgiui ir žemai temperatūrai. Tikrosios dujos veikia kaip idealios dujos esant žemam slėgiui ir aukštai temperatūrai. • Idealios dujos gali būti susijusios su PV = nRT = NkT lygtimi, tuo tarpu tikrosios dujos negali. Realioms dujoms nustatyti yra daug sudėtingesnės lygtys.