Ключова разлика – универсална газова константа срещу характерна газова константа
Газообразната фаза е една от трите основни фази, в които може да съществува материята. Това е най-свиваемото състояние от трите състояния на материята. Само 11 елемента от останалите елементи съществуват като газове при нормални условия. „Законът за идеалния газ“обаче ни дава уравнение, което може да се използва за обяснение на поведението на нормален газ. Има константа на пропорционалност, която се нарича универсална газова константа и когато се прилага към реален газ, тази константа се използва с модификация. Тогава се нарича характерна газова константа. Ключовата разлика между универсалната газова константа и характеристичната газова константа е, че универсалната газова константа е приложима само за идеални газове, докато характеристичната газова константа е приложима за реални газове.
Какво е универсална газова константа?
Молекулите на газа са способни на свободно движение в пространството, тъй като те са много леки молекули. Силите между газовите молекули са слаби сили на привличане на Ван дер Ваал. Въпреки това, за да обяснят поведението на газ, учените са извели теории, използвайки хипотетичен газ, известен като идеален газ. Те също са извели закон относно този идеален газ, който е известен като Закон за идеалния газ.
Първо, трябва да знаем какво означава идеален газ. Това е хипотетичен газ, който би показал следните свойства, ако беше истински газ. Това са само предположения.
- Идеалният газ е съставен от голям брой малки газови молекули.
- Обемът на тези газови молекули е незначителен.
- Няма привличане между газовите молекули.
- Движението на тези газови молекули се подчинява на закона за движението на Нютон.
- Сблъсъците на молекули са напълно еластични.
Разглеждайки тези свойства, е разбираемо, че никой от реалните газове не е идеален.
Какво е законът за идеалния газ
Законът за идеалния газ показва състоянието на идеален газ и се обяснява със следното уравнение.
PV=nRT
P – Налягане на идеалния газ
V – Обем на идеалния газ
n – Брой молове на идеалния газ (количество вещество)
T – Температура
Терминът R тук е универсалната газова константа. Стойността на R може да се изчисли, като се вземат предвид стандартните температура и налягане, които са 00C и 1 atm налягане. Това дава стойност за универсалната газова константа като 0,082057 L/(K.mol).
Какво е характеристична газова константа?
Когато прилагаме уравнението на идеалния газ за нормални газове, горното уравнение изисква модификация, тъй като нито един от реалните газове не се държи като идеален газ. По този начин там се използва характерна газова константа вместо универсална газова константа. Свойствата на реалните газове, които се различават от идеалния газ, могат да бъдат изброени по-долу.
- Реалните газове са съставени от различими големи молекули в сравнение с идеалните газове.
- Тези газови молекули носят определен обем.
- Има слаби сили на Ван Дер Ваал между газовите молекули.
- Сблъсъците не са напълно еластични.
Следователно законът за идеалния газ не може да се приложи директно към реален газ. По този начин се извършва проста модификация; универсалната газова константа се разделя на моларната маса на газа, преди да се приложи в уравнението. Може да се покаже по следния начин.
Rконкретно=R/M
Rспецифично –Характеристична газова константа
R – Универсална газова константа
M – Моларна маса на газа
Това може да се използва дори за смес от газове. След това константата R трябва да се раздели на моларната маса на сместа от газове. Тази характерна газова константа е известна още като специфична газова константа, тъй като нейната стойност зависи от газа или сместа от газове.
Фигура 01: Идеален газ срещу реален газ
Каква е разликата между универсалната газова константа и характеристичната газова константа?
Универсална газова константа срещу характеристична газова константа |
|
| Универсалната газова константа се прилага само за идеален газ. | Характерната газова константа се прилага за реален газ. |
| Изчисляване | |
| Универсалната газова константа се изчислява с помощта на стандартни стойности за температура и налягане (STP). | Характерната газова константа се изчислява със стойности на STP заедно с моларната маса на реалния газ. |
| Връзка с газа | |
| Универсалната газова константа не зависи от взетия газ. | Характерната газова константа зависи от газа. |
| Стойност | |
| Стойността на универсалната газова константа е 0,082057 L/(K.mol). | Стойността на характеристичната газова константа винаги ще зависи от газа. |
Обобщение – Универсална газова константа срещу характерна газова константа
Идеалният газ е хипотетичен газ, за който се предполага, че има свойства, които са много различни от реалния газ. Законът за идеалния газ се формира, за да обясни поведението на идеалния газ. Въпреки това, при използването на тази константа за реални газове, тя трябва да бъде модифицирана чрез прилагане на характеристична газова константа, различна от универсалната газова константа. Това е така, защото никой от реалните газове не се държи като идеален газ. Основната разлика между универсалната газова константа и характеристичната газова константа е, че универсалната газова константа е приложима само за идеални газове, докато характеристичната газова константа е приложима за реални газове.
Изтеглете PDF версия на универсалната газова константа спрямо характеристичната газова константа
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележките за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук. Разлика между универсалната газова константа и характеристичната газова константа.
