Khí lý tưởng và Khí thực
Khí là một trong những trạng thái mà vật chất tồn tại. Nó có các tính chất trái ngược nhau từ chất rắn và chất lỏng. Các chất khí không có thứ tự, và chúng chiếm bất kỳ không gian nhất định nào. Hành vi của họ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các biến số như nhiệt độ, áp suất, v.v.
Khí Lý tưởng là gì?
Khí lý tưởng là một khái niệm lý thuyết, được chúng tôi sử dụng cho mục đích nghiên cứu của mình. Đối với một chất khí là lý tưởng, chúng phải có các đặc điểm sau. Nếu thiếu một trong hai thứ này, thì khí đó không được coi là khí lý tưởng.
• Lực liên phân tử giữa các phân tử khí là không đáng kể.
• Các phân tử khí được coi là các hạt chất điểm. Do đó, so với không gian mà các phân tử khí chiếm giữ, thể tích của các phân tử là không đáng kể.
Thông thường các phân tử ở thể khí lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào. Do đó, khi không khí chiếm một khoảng không gian lớn thì bản thân phân tử khí cũng rất nhỏ so với không gian. Do đó, giả sử phân tử khí là hạt điểm là đúng ở một mức độ nào đó. Tuy nhiên, có một số phân tử khí có thể tích đáng kể. Việc bỏ qua âm lượng sẽ gây ra lỗi trong những trường hợp này. Theo giả thiết đầu tiên, chúng ta phải coi rằng không có tương tác giữa các phân tử giữa các phân tử ở thể khí. Tuy nhiên, trong thực tế, ít nhất có những tương tác yếu giữa những thứ đó. Nhưng, các phân tử ở thể khí chuyển động nhanh chóng và ngẫu nhiên. Do đó, chúng không có đủ thời gian để thực hiện các tương tác giữa các phân tử với các phân tử khác. Do đó, khi nhìn ở góc độ này, việc chấp nhận giả thiết đầu tiên cũng có phần xác đáng. Mặc dù chúng tôi nói khí lý tưởng là lý thuyết, nhưng chúng tôi không thể nói nó là sự thật 100%. Có một số trường hợp khí hoạt động như khí lý tưởng. Một chất khí lý tưởng được đặc trưng bởi ba biến số, áp suất, thể tích và nhiệt độ. Phương trình sau định nghĩa khí lý tưởng.
PV=nRT=NkT
P=áp suất tuyệt đối
V=volume
n=số mol
N=số phân tử
R=hằng số khí chung
T=nhiệt độ tuyệt đối
K=hằng số Boltzmann
Mặc dù có những hạn chế, chúng tôi xác định hành vi của các chất khí bằng cách sử dụng phương trình trên.
Khí Thực là gì?
Khi một trong hai hoặc cả hai giả thiết nêu trên không hợp lệ, các khí đó được gọi là khí thực. Chúng ta thực sự gặp các loại khí thực trong môi trường tự nhiên. Khí thực thay đổi so với điều kiện lý tưởng ở áp suất rất cao. Điều này là do, khi áp dụng một áp suất rất cao, thể tích nơi chất khí được làm đầy sẽ trở nên rất nhỏ. Khi đó so với không gian ta không thể bỏ qua kích thước của phân tử. Ngoài ra, khí lý tưởng đến trạng thái thực ở nhiệt độ rất thấp. Ở nhiệt độ thấp, động năng của các phân tử ở thể khí rất thấp. Do đó, chúng di chuyển chậm. Vì như vậy giữa các phân tử khí sẽ có sự tương tác giữa các phân tử mà chúng ta không thể bỏ qua. Đối với khí thực, chúng ta không thể sử dụng phương trình khí lý tưởng ở trên vì chúng hoạt động khác nhau. Có nhiều phương trình phức tạp hơn để tính toán khí thực.
Sự khác biệt giữa Khí lý tưởng và Khí thực là gì?
• Khí lý tưởng không có lực giữa các phân tử và các phân tử khí được coi là các hạt chất điểm. Ngược lại, các phân tử khí thực có kích thước và thể tích. Hơn nữa, chúng có lực liên phân tử.
• Không thể tìm thấy khí lý tưởng trong thực tế. Nhưng các chất khí hoạt động theo cách này ở nhiệt độ và áp suất nhất định.
• Khí có xu hướng hoạt động như khí thực ở áp suất cao và nhiệt độ thấp. Khí thực hoạt động như khí lý tưởng ở áp suất thấp và nhiệt độ cao.
• Khí lý tưởng có thể liên quan đến phương trình PV=nRT=NkT, trong khi khí thực thì không. Để xác định khí thực, có nhiều phương trình phức tạp hơn.
