الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي (مع الجدول)

الهواء الذي يحيط بنا ، والحيوانات الموجودة حولنا ، وحتى أجسامنا تتكون من جزيئات وغازات مختلفة. هذه الغازات جزء أساسي من حياتنا. نتنفس ونطلق الغازات كل ثانية. لكن هناك أنواعًا مميزة من الغازات. حتى أن بعضها افتراضي. يساعدنا الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي على فهم الغازات بطريقة أفضل.

الغاز المثالي مقابل الغاز الحقيقي

الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي هو أن الأول هو غاز افتراضي ، بينما الأخير موجود في الوقت الفعلي. يلتزم الغاز المثالي دائمًا بقوانين الغاز ، بينما يمتثل الغاز الحقيقي لتلك القوانين في ظل ظروف معينة. يختلف الغازان أيضًا من حيث الحجم الذي تشغله جزيئاتهما ، وطريقة تفاعلهما ، وما إلى ذلك.

الغاز المثالي هو غاز نظري ، مما يعني أنه غير موجود في الواقع. يلتزم بقوانين الغاز في جميع ظروف الضغط ودرجة الحرارة. يحتوي الغاز المثالي على جسيمات دقيقة متعددة تتحرك بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات لأنها لا تخضع للتفاعل بين الجسيمات.

من ناحية أخرى ، الغاز الحقيقي موجود في البيئة من حولنا. الغازات الحقيقية تخضع لقوانين الغاز فقط في ظروف درجات الحرارة المرتفعة والضغط المنخفض. تتفاعل جزيئات هذه الغازات مع بعضها البعض ، وهذا هو السبب في أنها لا تتصرف مثل الغاز المثالي.

جدول المقارنة بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي

معلمات المقارنة	غاز مثالي	ريل جاس
تعريف	يتبع الغاز المثالي جميع قوانين الغاز تحت جميع ظروف الضغط ودرجة الحرارة.	الغازات الحقيقية تتبع قوانين الغاز فقط في ظل الظروف التي يكون فيها الضغط منخفضًا ودرجة الحرارة مرتفعة.
حركة الجزيئات	الجزيئات في الغاز المثالي حرة الحركة ولا تشارك في التفاعل بين الجسيمات.	تتصادم جزيئات الغاز الحقيقي مع بعضها البعض وتخضع للتفاعل بين الجسيمات.
الحجم المشغول	الحجم الذي يشغله الغاز المثالي لا يكاد يذكر مقارنة بالحجم الإجمالي.	الحجم الذي يشغله الغاز الحقيقي كبير عند مقارنته بالحجم الإجمالي.
ضغط	الغاز المثالي له ضغط مرتفع.	الضغط الفعلي في الغاز الحقيقي أقل من ضغط الغاز المثالي.
القوات موجودة	لا توجد قوى جذب بين الجزيئات موجودة في الغاز المثالي.	القوى الموجودة في الغاز الحقيقي إما جذابة أو مثيرة للاشمئزاز.
معادلة	الغاز المثالي يتبع الصيغة ؛ PV = nRT	الغازات الحقيقية تخضع للصيغة ، (P + (an2/الخامس2)) (V-nb) = nRT.

ما هو الغاز المثالي؟

يتكون الغاز المثالي من جزيئات متعددة تتحرك بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات ، وهو الغاز الذي لا يخضع للتفاعل بين الجسيمات. إنه يطيع قوانين الغاز ، وكذلك معادلة الدولة. في الغاز المثالي ، تكون التصادمات بين الجزيئات مرنة تمامًا ؛ هذا يعني أنه لا يوجد فقدان للطاقة الحركية عند حدوث تصادم.

لا يحتوي الغاز المثالي على أي قوى جذب بين الجزيئات. إنه غاز افتراضي مما يعني أنه غير موجود في البيئة. تم استكشاف نموذج قانون الغاز المثالي في كل من الديناميكيات النيوتونية وكذلك في ميكانيكا الكم.

يمكن أن نفهم نظريًا أن الغاز المثالي ينشأ من الضغط الحركي لجزيئات الغاز. تصطدم الجزيئات بجدران الحاوية باتباع قوانين نيوتن. من المفهوم أيضًا أنه عندما يتم تقليل ضغط الغاز المثالي في عملية الاختناق ، فلن يكون هناك تغيير ملحوظ في درجة حرارته.

لا يتكثف الغاز المثالي لأنه يحتوي على حجم ضئيل. كما أنه يفتقر إلى النقطة الثلاثية ، وهي النقطة التي يمكن أن تتعايش فيها درجة حرارة وضغط الأطوار الصلبة والسائلة والغازية لمادة نقية في حالة توازن. الغاز المثالي يتبع الصيغة PV = nRT.

ما هو Real Gas؟

الغازات الحقيقية هي تلك الغازات التي تتبع قوانين الغاز في ظل ظروف معينة. إنها ليست الغازات المثالية. من أجل وجود غازات حقيقية ، يجب أن يكون الضغط منخفضًا ، ويجب أن تكون درجة الحرارة عالية. تتحرك الجسيمات الغازية للغازات الحقيقية وتتفاعل مع بعضها البعض. هذه الاصطدامات غير مرنة ، مما يعني أن هناك بعض فقدان الطاقة الحركية.

تشغل جزيئات الغازات الحقيقية الحجم. يمكن أن تكون القوى الجزيئية في الغاز الحقيقي إما جذابة أو مثيرة للاشمئزاز. الغاز الحقيقي ليس افتراضيًا ، مما يعني أنه موجود في الغلاف الجوي. هناك العديد من النماذج لشرح معادلة حالة الغاز الحقيقي ولكن الأكثر استخدامًا هو نموذج Van Der Waal.

يظل حجم الغاز الحقيقي مرتفعًا إلى حد كبير عند الضغط العالي مقارنة بالغاز المثالي. أيضًا ، عندما يتم تقليل ضغط الغاز الحقيقي في عملية الاختناق ، فمن المرجح أن ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض اعتمادًا على ما إذا كانت جول-طومسون موجبة أو سلبية.

على عكس الغاز المثالي ، يتكثف الغاز الحقيقي عند تبريده إلى درجة الغليان. تشمل الأمثلة الشائعة للغازات الحقيقية الأكسجين ، والنيتروجين ، والهيدروجين ، وثاني أكسيد الكربون ، وما إلى ذلك. الصيغة التي يطيعها Real Gas هي (P + (an2 / V2)) (V-nb) = nRT.

الاختلافات الرئيسية بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي

استنتاج

الغاز المثالي هو الغاز الذي تكون فيه التصادمات بين جميع الجزيئات مرنة بطبيعتها ، مما يعني أنها لا تخضع للتفاعل بين الجسيمات. الغاز المثالي لا وجود له في الواقع. إنها نظرية بحتة في طبيعتها. يساعدنا مفهوم الغاز المثالي على فهم قوانين الغاز وكذلك تحليل الميكانيكا الإحصائية.

الغاز الحقيقي هو الغاز الذي لا يخضع لقوانين الغاز في ظروف الضغط ودرجة الحرارة القياسيين. تتفاعل جزيئاته مع بعضها البعض ، وبالتالي فإن الواقع لا يتصرف مثل الغاز المثالي. الغاز الحقيقي له السرعة والكتلة والحجم. تميل إلى التسييل عند تبريدها إلى درجة الغليان.

مراجع

1. https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855

2. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922