Diferença entre a lei do gás ideal e a lei do gás real

o diferença chave entre a lei ideal do gás e a lei real do gás é que a lei dos gases ideais descreve o comportamento de um gás teórico, enquanto a lei real dos gases descreve o comportamento dos gases que realmente ocorrem no universo.

Um gás ideal é um gás teórico cujas partículas de gás que se movem aleatoriamente têm colisões completamente elásticas e nenhuma outra interação entre elas. De acordo com essa definição, podemos entender que esses gases ideais não podem ocorrer na natureza porque existem essencialmente interações entre partículas de gás para qualquer gás que conhecemos. De fato, os gases que conhecemos são gases reais.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é a Lei do Gás Ideal
3. O que é a lei do gás real
4. Comparação lado a lado - lei dos gases ideais versus lei dos gases reais em forma de tabela
5. Resumo

Qual é a Lei do Gás Ideal?

A lei do gás ideal é uma equação que descreve o comportamento de um gás ideal. Os gases ideais são hipotéticos e ocorrem apenas em teorias. Portanto, usando a lei dos gases ideais, podemos entender e estimar o comportamento de muitos gases reais que conhecemos. No entanto, tem várias limitações. Além disso, esta lei é uma combinação de várias outras leis:

• Lei de Boyle
• A lei de Charles
• Lei de Avogadro
• Lei de Gay-Lussac

Cálculo

Basicamente, podemos dar a lei do gás ideal da seguinte maneira;

PV = nRT

Onde P é pressão, V é volume e T é a temperatura do gás ideal. Aqui, "n" é o número de mols do gás ideal e "R" é uma constante - chamamos isso constante de gás ideal. Tem um valor universal; o valor de R é o mesmo para qualquer gás e é 8,314 J / (K · mol).

Além disso, podemos obter diferentes derivativos dessa lei; forma molar, forma combinada etc. Por exemplo, como “n” é o número de mols, podemos obtê-lo usando o peso molecular do gás. A derivação é a seguinte.

n = m / M

onde, n é o número de mols de gás, m é a massa do gás e M é o peso molecular do gás. Usando a equação acima,

PV = nRT

PV = (m / M) RT

Se quisermos obter a densidade do gás, podemos usar a equação acima da seguinte maneira;

P = (m / VM) RT

P = ρRT / M

Além disso, se quisermos obter a lei dos gases combinados da lei dos gases ideais, podemos derivá-la da seguinte forma; para dois gases “1” e “2”, a pressão, o volume e a temperatura são P₁,V₁,T₁ e P₂, V₂ e T₂. Então, para os dois gases, podemos escrever duas equações como;

P₁V₁  = NRT₁(1)

P₂V₂   = NRT₂ (2)

Dividindo a equação (1) da equação (2), obtemos,

(P₁V₁) / (P₂V₂) = T₁/ T₂

Podemos reorganizar esta equação da seguinte forma;

P₁V₁/ T₁   = P₂V₂/ T₂

O que é a lei do gás real?

Lei real do gás, também chamada Lei Van der Waals, é derivado da lei dos gases ideais para descrever o comportamento dos gases reais. Como os gases reais não podem se comportar idealmente, a lei real dos gases fez alterações nos componentes de pressão e volume na lei ideal dos gases. Assim, podemos obter o volume e a pressão da seguinte maneira:

Volume de gás real = (V_m - b)

Pressão do gás real = (P + a n²/ V²)

Em seguida, podemos obter a lei do gás real aplicando esses componentes modificados à lei do gás ideal da seguinte maneira:

(P + a n²/ V²) (V_m - b) = nRT

Onde, V_m é o volume molar de gás, R é uma constante universal de gás, T é a temperatura do gás real, P é a pressão.

Qual é a diferença entre a lei do gás ideal e a lei do gás real?

A lei do gás ideal é uma equação que descreve o comportamento de um gás ideal. A lei do gás real é derivada da lei do gás ideal para se adequar ao comportamento dos gases reais. Portanto, a principal diferença entre a lei dos gases ideais e a lei dos gases reais é que a lei dos gases ideais descreve o comportamento de um gás teórico, enquanto a lei dos gases reais descreve o comportamento dos gases que realmente ocorrem no universo..

Além disso, podemos derivar a lei dos gases ideais a partir da equação PV = nRT, e a lei dos gases reais a partir da equação (P + a n²/ V²) (V_m - b) = nRT.

Resumo - Lei do Gás Ideal vs Lei do Gás Real

Em resumo, um gás ideal é uma substância hipotética que tem colisões completamente elásticas entre as partículas de gás, uma propriedade que a maioria dos gases reais que conhecemos não mostra. A principal diferença entre a lei dos gases ideais e a lei dos gases reais é que a lei dos gases ideais descreve o comportamento de um gás teórico, enquanto a lei dos gases reais descreve o comportamento dos gases que realmente ocorrem no universo..

Referência:

1. Lei dos Gases Ideais, Hiperfísica. Georgia State University, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. “Relações ideais com a lei dos gases” Por Cmglee - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Ideal Gas Law” Por BlyumJ - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia