Идеальный газ против реального газа: разница и сравнение

Воздух, который нас окружает, животные, которые нас окружают, и даже наши собственные тела состоят из молекул и различных газов. Эти газы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Мы дышим и выделяем газы каждую секунду.

Но есть разные виды газов. Некоторые даже гипотетические. Разница между идеальным газом и реальным газом помогает нам лучше понять газы.

Основные выводы

1. Идеальный газ — это теоретический газ, который полностью следует газовым законам, в то время как реальный газ отклоняется от этих законов из-за межмолекулярных сил.
2. В идеальных газах нет объемных и межмолекулярных сил, а в реальных газах есть объемные и межмолекулярные силы.
3. Идеальные газы никогда не сжижаются, а реальные газы сжижаются при низких температурах и высоких давлениях.

Идеальный газ против реального газа

Идеальный газ — это теоретический газ, не подверженный межчастичным взаимодействиям. Концепция идеального газа полезна и подчиняется закону идеального газа. Реальный газ — это газ, который ведет себя в соответствии с газовыми законами, которые описывают, как давление, температура и объем газа связаны друг с другом.

Идеальный газ — это теоретический газ, а значит, его не существует в действительности. Он подчиняется газовым законам при любых условиях давления и температуры. Идеальный газ состоит из множества мельчайших частиц, которые беспорядочно движутся во всех направлениях, поскольку они не подвержены межчастичному взаимодействию.

С другой стороны, настоящий газ присутствует в окружающей нас среде. Реальные газы подчиняются газовым законам только в условиях высокой температуры и низкого давления. Молекулы этих газов взаимодействуют друг с другом, поэтому они не ведут себя как идеальный газ.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	Идеальный газ	Реальный газ
Определение	Идеальный газ следует всем газовым законам при любых условиях давления и температуры.	Реальные газы следуют газовым законам только в условиях низкого давления и высокой температуры.
Движение молекул	Молекулы в идеальном газе свободны в движении и не участвуют во взаимодействии между частицами.	Молекулы реального газа сталкиваются друг с другом и подвергаются межчастичному взаимодействию.
Занятый объем	Объем, занимаемый идеальным газом, ничтожен по сравнению с полным объемом.	Объем, занимаемый реальным газом, значителен по сравнению с общим объемом.
Давление	Идеальный газ имеет высокое давление.	Фактическое давление в реальном газе ниже, чем давление идеального газа.
Силы присутствуют	В идеальном газе отсутствуют межмолекулярные силы притяжения.	Силы, присутствующие в реальном газе, бывают либо притягивающими, либо отталкивающими.
Формула	Идеальный газ следует формуле; PV=nRT	Реальные газы подчиняются формуле (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT.

Что такое идеальный газ?

Идеальный газ, состоящий из множества частиц, которые беспорядочно движутся во всех направлениях, не подвержен межчастичному взаимодействию.

Оно подчиняется газовым законам, а также уравнению состояния. В идеальном газе столкновения между молекулами совершенно упругие, то есть при столкновении не происходит потери кинетической энергии. 

 Идеальный газ не имеет межмолекулярных сил притяжения. Это гипотетический газ, то есть он не существует в окружающей среде. Модель закона идеального газа исследовалась в ньютоновской динамике и квантовой механике.

 Теоретически можно понять, что идеальный газ возникает из-за кинетического давления молекул газа. Молекулы сталкиваются со стенками сосуда по законам Ньютона.

Понятно также, что при уменьшении давления идеального газа в процессе дросселирования не будет наблюдаться изменения его температуры.

Идеальный газ не конденсируется, так как его объем пренебрежимо мал. В нем также отсутствует тройная точка, точка, в которой температура и давление твердой, жидкой и газообразной фаз чистое вещество могут сосуществовать в равновесии. Идеальный газ подчиняется формуле PV=nRT.

Что такое настоящий газ?

Реальные газы — это те газы, которые подчиняются газовым законам при определенных условиях. Это не идеальные газы. Чтобы существовали настоящие газы, давление должно быть низким, а температура – ​​высокой.

Газообразные частицы реальных газов движутся и взаимодействуют друг с другом. Эти столкновения неупругие, что означает некоторую потерю кинетической энергии.

Молекулы реальных газов занимают объем. Межмолекулярные силы в реальном газе могут быть как притягивающими, так и отталкивающими. Реальный газ не является гипотетическим, а значит, он существует в атмосфере.

Существует множество моделей для объяснения уравнения состояния реального газа, но наиболее используемой является модель Ван дер Ваала.

Объем реального газа остается значительно большим при высоком давлении по сравнению с идеальным газом. Кроме того, когда давление реального газа снижается в процессе дросселирования, температура, вероятно, будет либо увеличиваться, либо уменьшаться в зависимости от положительного или отрицательного значения Джоуля-Томпсона.

В отличие от идеального газа, реальный газ конденсируется при охлаждении до точки кипения. Общие примеры реальных газов включают кислород, азот, водород, двуокись углерода и т. д. Формула, которой подчиняется настоящий газ: (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT.

Основные различия между идеальным газом и реальным газом

1. Идеальный газ — это гипотетический газ, тогда как реальный газ существует в природе вокруг нас.
2. Идеальный газ подчиняется газовым законам; с другой стороны, Реальные газы подчиняются газовым законам в условиях низкого давления и высокой температуры.
3. Идеальный газ не подвергается конденсации, в то время как реальные газы конденсируются при охлаждении до точки кипения.
4. Идеальный газ имеет незначительный объем по сравнению с общим объемом, тогда как реальный газ имеет значительно больший объем, чем идеальный газ.
5. Идеального газа не существует, тогда как примеры реального газа включают кислород, водород, углекислый газ и т. д.
6. В идеальном газе нет межмолекулярных сил. Наоборот, межмолекулярные силы в реальном газе могут быть как отталкивающими, так и притягивающими.

Рекомендации

1. https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
2. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922