Βασική διαφορά – Καθολική σταθερά αερίου έναντι χαρακτηριστική σταθερά αερίου
Η αέρια φάση είναι μία από τις τρεις κύριες φάσεις που μπορεί να υπάρξει η ύλη. Είναι η πιο συμπιεστή κατάσταση από τις τρεις καταστάσεις της ύλης. Μόνο 11 στοιχεία από άλλα στοιχεία υπάρχουν ως αέρια υπό κανονικές συνθήκες. Ωστόσο, ο «νόμος του ιδανικού αερίου» μας δίνει μια εξίσωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει τη συμπεριφορά ενός κανονικού αερίου. Έχει μια σταθερά αναλογικότητας που ονομάζεται καθολική σταθερά αερίου και όταν εφαρμόζεται σε ένα πραγματικό αέριο, αυτή η σταθερά χρησιμοποιείται με μια τροποποίηση. Τότε ονομάζεται χαρακτηριστική σταθερά αερίου. Η βασική διαφορά μεταξύ της καθολικής σταθεράς αερίου και της χαρακτηριστικής σταθεράς αερίου είναι ότι η καθολική σταθερά αερίου ισχύει μόνο για ιδανικά αέρια ενώ η χαρακτηριστική σταθερά αερίου ισχύει για πραγματικά αέρια.
Τι είναι η καθολική σταθερά αερίου;
Τα μόρια αερίου είναι ικανά να κινούνται ελεύθερα σε όλο το χώρο, καθώς είναι πολύ ελαφριά μόρια. Οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων αερίου είναι αδύναμες δυνάμεις έλξης Van Der Waal. Ωστόσο, για να εξηγήσουν τη συμπεριφορά ενός αερίου, οι επιστήμονες έχουν αντλήσει θεωρίες χρησιμοποιώντας ένα υποθετικό αέριο γνωστό ως Ιδανικό αέριο. Έχουν επίσης συναγάγει έναν νόμο σχετικά με αυτό το ιδανικό αέριο, ο οποίος είναι γνωστός ως νόμος του ιδανικού αερίου.
Πρώτον, πρέπει να ξέρουμε τι σημαίνει ιδανικό αέριο. Είναι ένα υποθετικό αέριο που θα έδειχνε τις ακόλουθες ιδιότητες αν ήταν πραγματικό αέριο. Αυτά είναι μόνο υποθέσεις.
- Ένα ιδανικό αέριο αποτελείται από μεγάλο αριθμό μικρών μορίων αερίου.
- Ο όγκος αυτών των μορίων αερίου είναι αμελητέος.
- Δεν υπάρχουν έλξεις μεταξύ μορίων αερίου.
- Η κίνηση αυτών των μορίων αερίου υπακούει στο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα.
- Οι συγκρούσεις μορίων είναι εντελώς ελαστικές.
Εξετάζοντας αυτές τις ιδιότητες, είναι κατανοητό ότι κανένα από τα πραγματικά αέρια δεν είναι ιδανικό.
Τι είναι ο νόμος για το ιδανικό αέριο
Ο νόμος του ιδανικού αερίου υποδεικνύει την κατάσταση ενός ιδανικού αερίου και εξηγείται με μια εξίσωση ως εξής.
PV=nRT
P – Πίεση του ιδανικού αερίου
V – Όγκος του ιδανικού αερίου
n – Αριθμός mol του ιδανικού αερίου (ποσότητα ουσίας)
T – Θερμοκρασία
Ο όρος R εδώ είναι η καθολική σταθερά αερίου. Η τιμή του R μπορεί να υπολογιστεί λαμβάνοντας υπόψη την τυπική θερμοκρασία και πίεση που είναι 00C και πίεση 1atm. Αυτό δίνει μια τιμή για την καθολική σταθερά αερίου ως 0,082057 L/(K.mol).
Τι είναι η Χαρακτηριστική Σταθερά Αερίου;
Όταν εφαρμόζεται η εξίσωση ιδανικού αερίου για κανονικά αέρια, η παραπάνω εξίσωση απαιτεί τροποποίηση, επειδή κανένα από τα πραγματικά αέρια δεν συμπεριφέρεται ως ιδανικό αέριο. Έτσι, η χαρακτηριστική σταθερά αερίου, αντί της καθολικής σταθεράς αερίου, χρησιμοποιείται εκεί. Οι ιδιότητες των πραγματικών αερίων που διαφέρουν από ένα ιδανικό αέριο μπορούν να παρατίθενται ως εξής.
- Τα πραγματικά αέρια αποτελούνται από ευδιάκριτα μεγάλα μόρια σε σύγκριση με τα ιδανικά αέρια.
- Αυτά τα μόρια αερίου έχουν ορισμένο όγκο.
- Υπάρχουν ασθενείς δυνάμεις Van Der Waal μεταξύ των μορίων αερίου.
- Οι συγκρούσεις δεν είναι εντελώς ελαστικές.
Επομένως, ο νόμος του ιδανικού αερίου δεν μπορεί να εφαρμοστεί απευθείας σε ένα πραγματικό αέριο. Έτσι, γίνεται μια απλή τροποποίηση. η καθολική σταθερά αερίου διαιρείται με τη μοριακή μάζα του αερίου πριν την εφαρμογή της στην εξίσωση. Μπορεί να εμφανιστεί ως εξής.
Rspecific=R/M
Rειδικό –Χαρακτηριστική σταθερά αερίου
R – Καθολική σταθερά αερίου
M – Μοριακή μάζα του αερίου
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμα και για μείγμα αερίων. Στη συνέχεια, η σταθερά R πρέπει να διαιρεθεί με τη μοριακή μάζα του μείγματος των αερίων. Αυτή η χαρακτηριστική σταθερά αερίου είναι επίσης γνωστή ως σταθερά ειδικής αερίου επειδή η τιμή της εξαρτάται από το αέριο ή το μείγμα αερίων.
Εικόνα 01: Ideal Gas vs Real Gas
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της καθολικής σταθεράς αερίου και της χαρακτηριστικής σταθεράς αερίου;
Καθολική σταθερά αερίου έναντι χαρακτηριστική σταθερά αερίου |
|
| Η καθολική σταθερά αερίου εφαρμόζεται μόνο για ένα ιδανικό αέριο. | Η χαρακτηριστική σταθερά αερίου εφαρμόζεται για ένα πραγματικό αέριο. |
| Υπολογισμός | |
| Η καθολική σταθερά αερίου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τυπικές τιμές θερμοκρασίας και πίεσης (STP). | Η χαρακτηριστική σταθερά αερίου υπολογίζεται με τις τιμές STP μαζί με τη μοριακή μάζα του πραγματικού αερίου. |
| Σχέση με το φυσικό αέριο | |
| Η καθολική σταθερά αερίου είναι ανεξάρτητη από το αέριο που λαμβάνεται. | Η χαρακτηριστική σταθερά αερίου εξαρτάται από το αέριο. |
| Αξία | |
| Η τιμή της καθολικής σταθεράς αερίου είναι 0,082057 L/(K.mol). | Η τιμή για τη χαρακτηριστική σταθερά αερίου θα εξαρτάται πάντα από το αέριο. |
Σύνοψη – Καθολική σταθερά αερίου έναντι χαρακτηριστική σταθερά αερίου
Ιδανικό αέριο είναι ένα υποθετικό αέριο που υποτίθεται ότι έχει ιδιότητες που είναι πολύ διαφορετικές από ένα πραγματικό αέριο. Ο νόμος του ιδανικού αερίου σχηματίζεται για να εξηγήσει τη συμπεριφορά ενός ιδανικού αερίου. Ωστόσο, κατά τη χρήση αυτής της σταθεράς σε πραγματικά αέρια, θα πρέπει να τροποποιηθεί εφαρμόζοντας χαρακτηριστική σταθερά αερίου διαφορετική από την καθολική σταθερά αερίου. Αυτό συμβαίνει επειδή κανένα από τα πραγματικά αέρια δεν συμπεριφέρεται ως ιδανικό αέριο. Η κύρια διαφορά μεταξύ της καθολικής σταθεράς αερίου και της χαρακτηριστικής σταθεράς αερίου είναι ότι η καθολική σταθερά αερίου ισχύει μόνο για ιδανικά αέρια ενώ η χαρακτηριστική σταθερά αερίου ισχύει για πραγματικά αέρια.
Λήψη έκδοσης PDF του Universal Gas Constant vs Characteristic Gas Constant
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τις σημειώσεις παραπομπών. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ της καθολικής σταθεράς αερίου και της χαρακτηριστικής σταθεράς αερίου.
