L'aria che ci circonda, gli animali che ci circondano e anche il nostro stesso corpo sono costituiti da molecole e vari gas. Questi gas sono una parte essenziale della nostra vita. Respiriamo ed emettiamo gas ogni secondo. Ma ci sono diversi tipi di gas. Alcuni sono addirittura ipotetici. La differenza tra gas ideale e gas reale ci aiuta a capire meglio i gas.
Gas ideale vs gas reale
La differenza tra il gas ideale e il gas reale è che il primo è un gas ipotetico, mentre il secondo esiste in tempo reale. Il gas ideale obbedisce sempre alle leggi del gas, mentre il gas reale obbedisce a quelle leggi in determinate condizioni. I due gas differiscono anche per il volume occupato dalle loro molecole, il modo in cui interagiscono, ecc.
Il gas ideale è un gas teorico, il che significa che non esiste nella realtà. Obbedisce alle leggi del gas in tutte le condizioni di pressione e temperatura. Un gas ideale ha più particelle minute che si muovono casualmente in tutte le direzioni poiché non sono soggette all'interazione interparticellare.
D'altra parte, il gas reale è presente nell'ambiente che ci circonda. I gas reali obbediscono alle leggi sui gas solo in condizioni di alta temperatura e bassa pressione. Le molecole di questi gas interagiscono tra loro, motivo per cui non si comportano come un gas ideale.
Tabella di confronto tra gas ideale e gas reale
| Parametri di confronto | Gas ideale | Gas reale |
| Definizione | Un gas ideale segue tutte le leggi dei gas in tutte le condizioni di pressione e temperatura. | I gas reali seguono le leggi dei gas solo in condizioni in cui la pressione è bassa e la temperatura è alta. |
| Movimento delle molecole | Le molecole in un gas ideale sono libere di muoversi e non partecipano all'interazione interparticellare. | Le molecole di un gas reale si scontrano tra loro e sono soggette all'interazione interparticellare. |
| Volume occupato | Il volume occupato da un gas ideale è trascurabile rispetto al volume totale. | Il volume occupato da un gas reale è notevole rispetto al volume totale. |
| Pressione | Un gas ideale ha un'alta pressione. | La pressione effettiva in un gas reale è inferiore alla pressione di un gas ideale. |
| forze presenti | In un gas ideale non sono presenti forze di attrazione intermolecolari. | Le forze presenti in un gas reale sono attrattive o repulsive. |
| Formula | Un gas ideale segue la formula; PV=nRT | I gas reali obbediscono alla formula, (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT. |
Cos'è il gas ideale?
Composto da più particelle che si muovono casualmente in tutte le direzioni, il Gas Ideale è quello che non è soggetto all'interazione interparticellare. Obbedisce alle leggi del gas e all'equazione di stato. In un gas ideale, gli urti tra le molecole sono perfettamente elastici; ciò significa che non c'è perdita di energia cinetica quando si verifica una collisione.
Un gas ideale non ha forze di attrazione intermolecolari. È un gas ipotetico, il che significa che non esiste nell'ambiente. Il modello di una legge dei gas ideali è stato esplorato sia nella dinamica newtoniana che nella meccanica quantistica.
Si può teoricamente comprendere che un gas ideale nasce dalla pressione cinetica delle molecole di gas. Le molecole si scontrano con le pareti di un contenitore seguendo le leggi di Newton. Resta anche inteso che quando la pressione di un gas ideale viene ridotta in un processo di strozzamento, non si osserverà alcun cambiamento nella sua temperatura.
Un gas ideale non condensa in quanto ha un volume trascurabile. Manca anche un punto triplo, che è un punto in cui la temperatura e la pressione delle fasi solida, liquida e gassosa di una sostanza pura possono coesistere in equilibrio. Un gas ideale obbedisce alla formula PV=nRT.
Cos'è il gas reale?
I gas reali sono quei gas che seguono le leggi sui gas in determinate condizioni. Non sono i gas ideali. Affinché i gas reali esistano, la pressione dovrebbe essere bassa e la temperatura dovrebbe essere alta. Le particelle gassose dei gas reali si muovono e interagiscono tra loro. Queste collisioni sono anelastiche, il che significa che c'è una certa perdita di energia cinetica.
Le molecole dei gas reali occupano volume. Le forze intermolecolari in un gas reale potrebbero essere attrattive o repulsive. Un vero gas non è ipotetico, il che significa che esiste nell'atmosfera. Esistono più modelli per spiegare l'equazione di stato di un gas reale, ma il più utilizzato è il modello di Van Der Waal.
Il volume di un gas reale rimane considerevolmente elevato ad alta pressione rispetto a un gas ideale. Inoltre, quando la pressione di un gas reale viene ridotta in un processo di strozzamento, è probabile che la temperatura aumenti o diminuisca a seconda che Joule-Thompson sia positivo o negativo.
A differenza del gas ideale, un gas reale si condenserebbe quando viene raffreddato fino al punto di ebollizione. Gli esempi comuni di gas reali includono ossigeno, azoto, idrogeno, anidride carbonica, ecc. La formula seguita da un gas reale è (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT.
Principali differenze tra gas ideale e gas reale
Conclusione
Un gas ideale è quello in cui le collisioni tra tutte le molecole sono di natura elastica, il che significa che non sono soggette a interazione interparticellare. Un gas ideale non esiste nella realtà. È di natura puramente teorica. Il concetto di gas ideale ci aiuta a comprendere le leggi dei gas e ad analizzare la meccanica statistica.
Un vero gas è uno che, in condizioni di pressione e temperatura standard, non obbedisce alle leggi del gas. Le sue molecole interagiscono tra loro, e quindi il reale non si comporta come un gas ideale. Un gas reale ha velocità, massa e volume. Tendono a liquefarsi quando vengono raffreddati fino al punto di ebollizione.
Riferimenti
- https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922
