Esempio di gas ideale e gas non ideale

Esempio di equazione di Van Der Waals Problema

A basse temperature, i gas reali si comportano come gas ideali. Tetra Images - Jessica Peterson, Getty Images

Questo problema di esempio mostra come calcolare la pressione di un sistema di gas utilizzando il legge dei gas ideali e l'equazione di van der Waal. Dimostra anche la differenza tra un gas ideale e un gas non ideale.

Problema dell'equazione di Van der Waals

Calcolare la pressione esercitata da 0,3000 mol di elio in un contenitore da 0,2000L a -25°C utilizzando
un. legge dei gas ideali
b. Van der Waal equazione
Qual è la differenza tra gas non ideali e gas ideali?
Dato:
un_Lui= 0,0341 atm·L^Due/mol^Due
b_Lui= 0,0237 L·mol

Come risolvere il problema

Parte 1: Legge del gas ideale
Il gas ideale legge è espressa dalla formula:
PV = nRT
dove
P = pressione
V = volume
n = numero di talpe di gas
R = costante del gas ideale = 0,08206 L·atm/mol·K
T = temperatura assoluta
Trova la temperatura assoluta
T = °C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Trova la pressione
PV = nRT
P = nRT/V
P = (0,3000 mol)(0,08206 L·atm/mol·K)(248,15)/0,2000 L
P_ideale= 30,55 atm
Parte 2: Equazione di Van der Waals
L'equazione di Van der Waals è espressa dalla formula
P + a(n/V)^Due= nRT/(V-nb)
dove
P = pressione
V = volume
n = numero di moli di gas
a = attrazione tra singole particelle di gas
b = volume medio delle singole particelle di gas
R = costante del gas ideale = 0,08206 L·atm/mol·K
T = temperatura assoluta
Risolvi per pressione
P = nRT/(V-nb) - a(n/V)^Due
Per rendere la matematica più facile da seguire, l'equazione sarà suddivisa in due parti dove
P = X - Y
dove
X = nRT/(V-nb)
Y = a(n/V)^Due
X = P = nRT/(V-nb)
X = (0,3000 mol)(0,08206 L atm/mol K)(248,15)/[0,2000 L - (0,3000 mol)(0,0237 L/mol)]
X = 6,109 L·atm/(0,2000 L - 0,007 L)
X = 6,109 L·atm/0,19 L
X = 32.152 atm
Y = a(n/V)^Due
Y = 0,0341 atm·L^Due/mol^Duex [0,3000 mol/0,2000 l]^Due
Y = 0,0341 atm·L^Due/mol^Duex (1,5 mol/l)^Due
Y = 0,0341 atm·L^Due/mol^Duex 2,25 mol^Due/L^Due
Y = 0,077 atm
Ricombinare per trovare la pressione
P = X - Y
P = 32.152 atm - 0.077 atm
P_{non ideale}= 32.075 atm
Parte 3 - Trova la differenza tra condizioni ideali e non ideali
P_{non ideale}- P_ideale= 32.152 atm - 30.55 atm
P_{non ideale}- P_ideale= 1.602 atm
Risposta:
La pressione del gas ideale è 30,55 atm e quella di van der Waals equazione del gas non ideale era 32.152 atm.Il gas non ideale aveva una pressione maggiore di 1.602 atm.

Gas ideali vs non ideali

Un gas ideale è quello in cui le molecole non interagiscono tra loro e non occupano spazio. In un mondo ideale, le collisioni tra le molecole di gas sono completamente elastiche. Tutti i gas nel mondo reale hanno molecole con diametri e che interagiscono tra loro, quindi c'è sempre un piccolo errore nell'uso di qualsiasi forma della legge dei gas ideali e dell'equazione di van der Waals.

Tuttavia, i gas nobili agiscono in modo molto simile ai gas ideali perché non partecipano alle reazioni chimiche con altri gas. L'elio, in particolare, agisce come un gas ideale perché ogni atomo è minuscolo.

Altri gas si comportano in modo molto simile ai gas ideali quando sono a basse pressioni e temperature. Bassa pressione significa che si verificano poche interazioni tra le molecole di gas. La bassa temperatura significa che le molecole di gas hanno meno energia cinetica, quindi non si muovono tanto per interagire tra loro o con il loro contenitore.