تفاوت بین گاز ایده آل و گاز واقعی در تئوری مولکولی جنبشی چیست؟


پاسخ 1:

نظریه مولکولی جنبشی KMT گازی را با خاصیت خاصی فرض می کند که به اصطلاح رفتار "گاز ایده آل" را به آن می دهد. یک گاز ایده آل دارای مولکول هایی است که بی نهایت کوچک هستند و هرگز با هم برخورد نمی کنند. بنزین ایده آل دارای مولکولهایی است که کاملاً هیچ نیرو بین مولکولی ندارند.

بنزین KMT دارای خواص زیر است.

  1. اندازه مولکول ها در مقایسه با فاصله بین آنها کوچک است و می توان آنها را ناچیز نادیده گرفت. نیروهای بین مولکولی انرژیهایی را که در مقایسه با انرژی جنبشی حرارتی مولکول ها اندک هستند ، القا می کنند و نمی توان آنها را نادیده گرفت.

این دو مورد چیست؟

نکته 1 بدان معنی است که حجم ظرف در واقع حجمی است که هر مولکول احساس می کند زیرا سایر مولکول ها آن بخش کوچکی از کل حجم را تشکیل می دهند که ما نمی توانیم تفاوت را اندازه بگیریم و بنابراین آن را نادیده می گیریم. بنابراین V در PV = nRT فقط حجم ظرف است.

قیاسی که من استفاده می کنم این است.

  • 5 نفر را بگیرید ، آنها را چشم بسته کنید و به طور تصادفی آنها را در یک میدان گندم دلفریب (مربع 1 مایل 1 مایل) قرار دهید. بگذارید آنها در یک خط مستقیم قدم بزنند تا اینکه یا با شخص دیگری یا حصار اطراف میدان برخورد کنند. احتمال این است که تقریباً هرگز با هیچ یک از افراد دیگر روبرو نشوید. برای هر فرد خاص آنها کل منطقه را "احساس" می کنند که گویی تنها هستند. این مانند گاز در شرایط کم فشار است. همان 5 نفر را ببرید و در یک آسانسور چشم بسته کنید. به آنها دستور دهید تا در یک خط مستقیم قدم بردارند ، تا اینکه آنها با شخص دیگری یا دیوار ملاقات کنند. این بار احتمالاً آنها بیشتر از دیوارها با شخص دیگری ملاقات می کنند. شما در منطقه ای بسیار کوچکتر از آنچه که توسط ابعاد آسانسور تصریح می شود احساس می کنید. این مانند گاز در شرایط فشار بالا است. البته ، ما نمی توانیم از تقریب استفاده کنیم که هر شخص کل فضای خود را دارد.

نکته دوم به این معناست که می توانیم فرض کنیم که مولکولها در یک خط مستقیم حرکت می کنند و با جذب متقابل "خم نمی شوند". این امر می تواند آمار ساده ای را هنگام محاسبه فشار ناشی از گاز انجام دهد ، بنابراین فشار ما اندازه گیری P فشار گاز است که تحت تأثیر نیروهای بین مولکولی قرار نمی گیرد ، حتی اگر آنها گازهای واقعی باشند.

  • قیاسی که من در آنجا استفاده می کنم این است که شخص هر یک از افراد را یک به یک در محاصره خود نگه می دارد ، در حالی که در میان جمع می روند. در وسط جمعیت ، دستگیره ها از هر طرف وارد شده و یکدیگر را متعادل می کنند تا بتوانیم آنها را نادیده بگیریم. وقتی فرد تازه شروع به دستیابی به دیواره ظرف می کند ، کل دسته از پشت سر می آید. درست قبل از اینکه او به دیوار برخورد کند ، او را کم می کنی. اگر آنها در مزارع گندم (بالا) قرار داشته باشند ، این اثر تقریبا صفر است. با این حال ، هنگامی که آنها در آسانسور هستند ، آنها هر بار با انرژی کمتری به دیوار ضربه می زنند تا اگر حرکتی در دست نداشته باشد. این موقعیت دست مانند نیروهای بین مولکولی است. اگر شخص به جای پیاده روی "دویدن" می کرد ، هر حرکتی باید بسیار کوتاهتر باشد و کشش کلی کمتر از شخص استفاده می کرد ، بنابراین اگر فرد در حال حرکت به اندازه کافی انرژی جنبشی بود ، حتی می توانستیم حرکات را نادیده بگیریم.

بنابراین اگر فشار کم باشد و درجه حرارت (انرژی جنبشی) به اندازه کافی بالا باشد ، می توان اندازه مولکول ها را نادیده گرفت و نیروهای بین مولکولی را نادیده گرفت. بنزین در چنین شرایطی از هر نظر مانند یک گاز ایده آل رفتار می کند. بیشتر هوایی که تنفس می کنیم مثل این کار می کند.

وقتی فشار زیاد باشد یا درجه حرارت پایین باشد ، گاز مانند گاز ایده آل رفتار نمی کند. ما نمی توانیم از PV = nRT برای محاسبه دقیق خواص چنین گاز استفاده کنیم.