الغاز المثالي مقابل مشكلة مثال للغاز غير المثالي

احسب الضغط الذي يمارسه 0.3000 مول من الهيليوم في وعاء سعة 0.2000 لتر عند -25 درجة مئوية باستخدام
أ. قانون الغاز المثالي
ب. فان دير فال معادلة
ما الفرق بين الغازات غير المثالية والمثالية؟
معطى:
أ_هو = 0.0341 ضغط جوي · لتر²/mol²
ب_هو = 0.0237 لتر · مول

الجزء الأول:قانون الغاز المثالي
ال غاز مثالي يتم التعبير عن القانون بالصيغة:
PV = nRT
أين
P = الضغط
V = الحجم
ن = عدد حيوانات الخلد من الغاز
R = ثابت الغاز المثالي = 0.08206 لتر · atm / mol · K
T = درجة الحرارة المطلقة
ابحث عن درجة الحرارة المطلقة
T = ° C + 273.15
ت = -25 + 273.15
T = 248.15 ك
ابحث عن الضغط
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0.3000 مول) (0.08206 لتر · atm / mol · K) (248.15) /0.2000 لتر
ص_{المثالي} = 30.55 ضغط جوي
الجزء 2: معادلة فان دير والز
يتم التعبير عن معادلة فان دير والز بالصيغة
ف + أ (ن / ف)² = nRT / (V-nb)
أين
P = الضغط
V = الحجم
ن = عدد مولات الغاز
أ = الجذب بين جزيئات الغاز الفردية
ب = متوسط ​​حجم جزيئات الغاز الفردية
R = ثابت الغاز المثالي = 0.08206 لتر · atm / mol · K
T = درجة الحرارة المطلقة
حل الضغط
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)²
لتسهيل متابعة الرياضيات ، سيتم تقسيم المعادلة إلى قسمين حيث

الغاز المثالي هو الغاز الذي لا تتفاعل فيه الجزيئات مع بعضها البعض ولا تشغل أي مساحة. في عالم مثالي ، تكون التصادمات بين جزيئات الغاز مرنة تمامًا. تحتوي جميع الغازات في العالم الحقيقي على جزيئات بأقطار وتتفاعل مع بعضها البعض هناك دائمًا بعض الأخطاء في استخدام أي شكل من أشكال قانون الغاز المثالي وفان دير والز معادلة.

ومع ذلك ، تعمل الغازات النبيلة مثل الغازات المثالية لأنها لا تشارك في التفاعلات الكيميائية مع الغازات الأخرى. يعمل الهيليوم ، على وجه الخصوص ، كغاز مثالي لأن كل ذرة صغيرة جدًا.

تتصرف الغازات الأخرى مثل الغازات المثالية عندما تكون تحت ضغط ودرجات حرارة منخفضة. الضغط المنخفض يعني حدوث تفاعلات قليلة بين جزيئات الغاز. درجة الحرارة المنخفضة تعني أن جزيئات الغاز لديها طاقة حركية أقل ، لذا فهي لا تتحرك بنفس القدر للتفاعل مع بعضها البعض أو الحاوية.