Hauptunterschied – ideales Gasgesetz vs. Van-der-Waals-Gleichung
Das ideale Gasgesetz ist ein grundlegendes Gesetz, während die Van-der-Waals-Gleichung die modifizierte Version des idealen Gasgesetzes ist. Der Hauptunterschied zwischen dem idealen Gasgesetz und der Van-der-Waals-Gleichung besteht darin, dass die ideale Gasgesetzgleichung für ideale Gase verwendet wird, während die Van-der-Waal-Gleichung sowohl für ideale Gase als auch für reale Gase verwendet werden kann.
Gase sind Verbindungen, die in der gasförmigen Phase von Materie vorkommen. Um das Verh alten und die Eigenschaften eines Gases zu verstehen, werden Gasgesetze verwendet. Diese Gasgesetze werden verwendet, um die Eigenschaften idealer Gase zu beschreiben. Ein ideales Gas ist eine hypothetische gasförmige Verbindung mit einzigartigen Eigenschaften, d. h. es gibt keine Anziehungskräfte zwischen idealen Gasmolekülen. Reale Gase unterscheiden sich jedoch stark von idealen Gasen. Einige reale Gase verh alten sich jedoch wie ideale Gase, wenn die richtigen Bedingungen (hohe Temperaturen und niedrige Drücke) gegeben sind. Daher werden die Gasgesetze modifiziert, bevor sie mit realen Gasen verwendet werden.
Was ist die ideale Gasgleichung?
Die ideale Gasgesetzgleichung ist ein grundlegendes Gesetz in der Chemie. Das ideale Gasgesetz besagt, dass das Produkt aus Druck und Volumen eines idealen Gases direkt proportional zum Produkt aus Temperatur und der Anzahl der Gasteilchen des idealen Gases ist. Die Gleichung für das ideale Gasgesetz kann wie folgt angegeben werden.
PV=NkT
Wobei P der Druck, V das Volumen, N die Anzahl der Gasteilchen und T die Temperatur des idealen Gases ist. „k“ist eine Proportionalitätskonstante, die als Boltzmann-Konstante bekannt ist (der Wert dieser Konstante ist 1.38 x 10-23 J/K). Die gebräuchlichste Form dieser Gleichung ist jedoch die folgende.
PV=nRT
Wobei P der Druck, V das Volumen, n die Molzahl des Gases und T die Temperatur des Gases ist. R ist als universelle Gaskonstante bekannt (8,314 Jmol-1K-1). Diese Gleichung erhält man wie folgt.
Boltzmann-Konstante (k)=R/N
Durch Anwendung dieser Beziehung auf die Grundgleichung
PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Für „n“Anzahl von Molen, PV=nRT
Was ist die Van-der-Waals-Gleichung?
Die Van-der-Waal-Gleichung ist die modifizierte Version des idealen Gasgesetzes. Diese Gleichung kann sowohl für ideale Gase als auch für reale Gase verwendet werden. Das ideale Gasgesetz kann für reale Gase nicht verwendet werden, da das Volumen der Gasmoleküle im Vergleich zum Volumen des realen Gases beträchtlich ist und zwischen den realen Gasmolekülen Anziehungskräfte bestehen (ideale Gasmoleküle haben ein vernachlässigbares Volumen im Vergleich zum Gesamtvolumen)., und es gibt keine Anziehungskräfte zwischen Gasmolekülen). Die Van-der-Waal-Gleichung kann wie folgt angegeben werden.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Hier ist „a“eine Konstante, die von der Art des Gases abhängt, und b ist auch eine Konstante, die das Volumen pro Mol Gas (besetzt durch die Gasmoleküle) angibt. Diese werden als Korrekturen der idealen Gesetzesgleichung verwendet.
Abbildung 01: Reale Gase verh alten sich anders als ideale Gase
Lautstärkekorrektur
Das Volumen eines realen Gasmoleküls ist nicht vernachlässigbar (anders als bei idealen Gasen). Daher wird die Volumenkorrektur durchgeführt. (V-b) ist die Volumenkorrektur. Dies ergibt das tatsächliche Volumen, das dem Gasmolekül zur Bewegung zur Verfügung steht (tatsächliches Volumen=Gesamtvolumen – effektives Volumen).
Druckkorrektur
Der Druck eines Gases ist der Druck, den ein Gasmolekül auf die Wand des Behälters ausübt. Da zwischen realen Gasmolekülen Anziehungskräfte bestehen, ist der Druck anders als beim idealen Verh alten. Dann sollte eine Druckkorrektur durchgeführt werden. (P + a{n/V}2) ist die Druckkorrektur. (Idealer Druck=beobachteter Druck + Druckkorrektur).
Was ist der Unterschied zwischen dem idealen Gasgesetz und der Van-der-Waals-Gleichung?
Ideales Gasgesetz vs. Van-der-Waals-Gleichung |
|
| Die ideale Gasgleichung ist ein Grundgesetz der Chemie. | Die Van-der-Waal-Gleichung ist die modifizierte Version des idealen Gasgesetzes. |
| Gleichung | |
| Die ideale Gleichung für das Gasgesetz ist PV=NkT | Van-der-Waal-Gleichung ist (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Natur | |
| Die ideale Gasgleichung ist keine modifizierte Version. | Die Van-der-Waal-Gleichung ist eine modifizierte Version mit einigen Korrekturen für den Druck und das Volumen eines realen Gases. |
| Komponenten | |
| Die Gleichung für das ideale Gasgesetz ist für ideale Gase gegeben. | Die Van-der-Waal-Gleichung kann sowohl für ideale Gase als auch für reale Gase verwendet werden. |
Zusammenfassung – Ideales Gasgesetz vs. Van-der-Waals-Gleichung
Der gasförmige Zustand ist eine der drei Hauptphasen der Materie. Das Verh alten und die Eigenschaften eines Gases können anhand von Gasgesetzen bestimmt oder vorhergesagt werden. Das ideale Gasgesetz ist ein grundlegendes Gesetz, das für ideale Gase verwendet werden kann. Aber wenn man reale Gase betrachtet, sollte die Gleichung des idealen Gasgesetzes modifiziert werden. Der Unterschied zwischen dem idealen Gasgesetz und der Van-der-Waals-Gleichung besteht darin, dass die ideale Gasgesetzgleichung für ideale Gase gegeben ist, während die Van-der-Waal-Gleichung sowohl für ideale Gase als auch für reale Gase verwendet werden kann.
