تفاوت بین گاز ایده ال با گاز واقعی چیست؟

سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146835980 – 09128699025

تعریف گاز ایده ال

گاز ایده ال یک مفهوم فرضی است که برای ساده سازی تحلیل رفتار گازها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این گاز فرضی شامل تعداد زیادی ذرات نقطه‌ای متحرک است که تنها برهم‌کنش آنها برخوردهای کاملاً الاستیک است

گازهای ایده آل از قانون گاز ایده آل پیروی می‌کنند که یک معادله حالت ساده است. در بسیاری از شرایط عادی، رفتار بسیاری از گازهای واقعی از نظر کیفی بسیار شبیه به گاز ایده آل است. هر چه دمای گاز بیشتر و فشار آن کمتر باشد، به گاز ایده آل نزدیک‌تر خواهد بود. در دماهای پایین و فشارهای بالا، نیروهای بین مولکولی و فاصله‌ها تاثیرگذارتر بوده و در نتیجه اگر گاز را گاز ایده آل در نظر بگیریم خطای زیادی خواهیم داشت.

تعریف گاز واقعی چیست؟

گازهای واقعی گازهایی هستند که در شرایط گازهای ایده ال صدق نمی‌کنند و انحراف زیادی را از حالت گاز ایدهآل نشان می‌دهند. به عبارت دیگر، گازهای واقعی گازهایی هستند که رفتار آنها با معادله حالت گازهای ایدهآل (PV=nRT) مطابقت ندارد.

در گازهای واقعی، نیروهای بین مولکولی و حجم مولکول‌ها نمی‌توانند نادیده گرفته شوند. این نیروها باعث می‌شوند که گاز واقعی در فشارهای بالا و دماهای پایین، رفتاری متفاوت از گاز ایدهآل داشته باشد. به طور مثال، در فشارهای بالا، حجم مولکول‌ها و نیروهای بین مولکولی باعث می‌شوند که حجم گاز واقعی کمتر از حجمی باشد که با معادله حالت گاز ایده آل محاسبه می‌شود.

گاز ایده ال با گاز واقعی چه تفاوت هایی دارد

گاز ایده آل و گاز واقعی (حقیقی) دارای تفاوت های اساسی هستند:

گاز ایده آل: گازی است که نیروهای بین مولکولی (چه دافعه و چه جاذبه) در آن قابل چشم پوشی است و بین فشار P، حجم V، دمای کلوین T و مقدار مول n آن رابطه PV=nRT برقرار است.

گاز واقعی (حقیقی): گازهایی هستند که از رابطه PV=nRT تبعیت نمی کنند و انحرافاتی از رفتار گاز ایده ال دارند. این انحرافات به دو دلیل ایجاد می شوند:

وقتی نیروهای جاذبه بین مولکول ها مهم و غیرقابل چشم پوشی باشد (در فشارهای نسبتاً زیاد)

وقتی نیروهای دافعه بین ذرات مهم و غیرقابل چشم پوشی باشد (در فشارهای بسیار بالا مثل چند صد اتمسفر)

گاز کامل دقیقاً همان گاز ایده آل است و تفاوتی با آن ندارد.

هلیوم به عنوان ایده آلترین گاز شناخته می شود، زیرا کوچکترین اندازه مولکولی و کمترین نیروی بین مولکولی را دارد.

در مجموع، گاز ایده ال یک مدل ساده سازی شده است که در محاسبات و کاربردهای عملی مفید است، اما گازهای واقعی رفتاری متفاوت از آن دارند که باید در نظر گرفته شود.

چرا هلیوم به عنوان ایده‌آل‌ترین گاز شناخته می‌شود

هلیوم به عنوان ایده‌ آل‌ترین گاز شناخته می‌شود به چند دلیل:

هلیوم دارای کوچکترین اندازه مولکولی است. این به معنای کمترین نیروهای بین مولکولی در هلیوم است.

هلیوم کمترین نیروی بین مولکولی را دارد. این به معنای کمترین انحرافات از رفتار گاز ایده ال است.

هلیوم به عنوان یک گاز نجیب، کاملاً بی‌واکنش است و با هیچ عنصر یا یون دیگری واکنش نمی‌دهد. این ویژگی آن را به یک گاز ایده ال نزدیک می‌کند.

هلیوم پس از هیدروژن، کمترین چگالی را در میان عناصر دارد. این به معنای رفتار بسیار نزدیک به گاز ایده‌ آل است.

هلیوم در حدود 4 درجه کلوین به مایع تبدیل می‌شود و خواص آن به طرز چشمگیری تغییر می‌کند و به ابر مایع مبدل می‌گردد. این نشان دهنده ویژگی‌های منحصر به فرد هلیوم است.

در مجموع، ویژگی‌های منحصر به فرد هلیوم از جمله کوچکترین اندازه مولکولی، کمترین نیروهای بین مولکولی، بی‌واکنش بودن و کمترین چگالی، آن را به عنوان ایده‌ آل‌ترین گاز شناخته شده معرفی می‌کند.