Diferença entre a lei do gás ideal e a equação de Van der Waals

Diferença de chave - Ideal Gás Lei vs Equação de Van der Waals
 

A lei do gás ideal é uma lei fundamental, enquanto a equação de Van der Waals é a versão modificada da lei do gás ideal. o diferença chave entre a lei ideal dos gases e a equação de van der Waals é que a equação da lei dos gases ideais é usada para gases ideais, enquanto a equação de Van der Waal pode ser usada para gases ideais e gases reais.

Gases são compostos que existem na fase gasosa da matéria. Para entender o comportamento e as propriedades de um gás, são usadas leis de gás. Essas leis de gás são usadas para descrever as propriedades dos gases ideais. Um gás ideal é um composto gasoso hipotético que possui características únicas, isto é, não há forças de atração entre moléculas de gás ideais. No entanto, os gases reais são muito diferentes dos gases ideais. Mas alguns gases reais se comportam como gases ideais quando são fornecidas condições adequadas (altas temperaturas e baixas pressões). Portanto, as leis dos gases são modificadas antes de serem usadas com gases reais.

CONTEÚDO

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

O que é a Equação da Lei do Gás Ideal?

A equação ideal da lei dos gases é uma lei fundamental da química. A lei do gás ideal indica que o produto da pressão e do volume de um gás ideal é diretamente proporcional ao produto da temperatura e ao número de partículas de gás do gás ideal. A equação ideal da lei dos gases pode ser dada como abaixo.

PV = NkT

Onde P é a pressão, V é o volume, N é o número de partículas de gás e T é a temperatura do gás ideal. "K" é uma constante de proporcionalidade conhecida como constante de Boltzmann (o valor dessa constante é 1,38 x 10^-23 J / K). No entanto, a forma mais comum dessa equação é a seguinte.

PV = nRT

Onde P é a pressão, V é o volume, n é o número de mols do gás e T é a temperatura do gás. R é conhecida como constante universal de gás (8,314 Jmol^-1K^-1) Esta equação pode ser obtida da seguinte forma.

Constante de Boltzmann (k) = R / N

Aplicando essa relação à equação fundamental,

PV = N x (R / N) x T

PV = RT

Para o número "n" de moles,

PV = nRT

O que é a equação de Van der Waals?

A equação de Van der Waal é a versão modificada da lei dos gases ideais. Esta equação pode ser usada tanto para gases ideais quanto para gases reais. A lei do gás ideal não pode ser usada para gases reais porque o volume de moléculas de gás é considerável quando comparado ao volume do gás real, e existem forças de atração entre as moléculas de gás reais (as moléculas de gás ideais têm um volume desprezível em comparação ao volume total , e não há forças de atração entre moléculas de gás). A equação de Van der Waal pode ser dada como abaixo.

(P + a n / V²) (V / n - b) = nRT

Aqui, “a” é uma constante que depende do tipo de gás eb também é uma constante que fornece o volume por mole de gás (ocupado pelas moléculas de gás). Eles são usados ​​como correções da equação da lei ideal.

Figura 01: Gases reais se comportam de maneira diferente da dos gases ideais

1. Correção de volume

O volume de uma molécula de gás real não é desprezível (ao contrário dos gases ideais). Portanto, a correção do volume é feita. (V-b) é a correção do volume. Isso fornece o volume real disponível para a molécula de gás se mover (volume real = volume total - volume efetivo).

2. Correção de pressão

A pressão de um gás é a pressão exercida pela molécula de gás na parede do recipiente. Como existem forças de atração entre moléculas de gás reais, a pressão é diferente da do comportamento ideal. Em seguida, uma correção de pressão deve ser feita. (P + a n / V²) é a correção da pressão. (Pressão ideal = pressão observada + correção da pressão).

Qual é a diferença entre a lei dos gases ideais e a equação de Van der Waals?

Lei do Gás Ideal vs Equação de Van der Waals
A equação ideal da lei dos gases é uma lei fundamental da química.	A equação de Van der Waal é a versão modificada da lei dos gases ideais.
Equação
A equação ideal da lei dos gases é PV = NkT	A equação de Van der Waal é (P + a n / V2) (V / n - b) = nRT
Natureza
A equação ideal da lei dos gases não é uma versão modificada.	A equação de Van der Waal é uma versão modificada com algumas correções da pressão e do volume de um gás real.
Componentes
A equação ideal da lei dos gases é dada para os gases ideais.	A equação de Van der Waal pode ser usada para gases ideais e gases reais.

Sumário - Ideal Gás Lei vs Equação de Van der Waals

O estado gasoso é uma das três principais fases da matéria. O comportamento e as propriedades de um gás podem ser determinados ou previstos usando leis de gás. A lei dos gases ideais é uma lei fundamental que pode ser usada para os gases ideais. Porém, ao considerar gases reais, a equação ideal da lei dos gases deve ser modificada. A diferença entre a lei dos gases ideais e a equação de van der Waals é que, a equação da lei dos gases ideais é dada para gases ideais, enquanto a equação de Van der Waal pode ser usada para gases ideais e gases reais.

Referência:

1. "Gases reais". LibreTexts, 1 de fevereiro de 2016. Disponível aqui  
2.Nave, C R. "Van Der Waals Equação de Estado". HyperPhysics, 2016. Disponível aqui 
3.Poudel, Subash. "Equação de Van der waal" Science HQ. Ed. Rod Pierce. 18 de fevereiro de 2013. 22 de março de 2018. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1.'Ideal Gas Law 'Por BlyumJ - Trabalho próprio, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia