Tabla de Contenidos
Un gaz ideal este un gaz ipotetic a cărui stare este complet determinată de legea gazelor ideale în orice set de condiții. Adică, este un gaz a cărui presiune, temperatură, volum și cantitate de materie (număr de moli) sunt legate prin următoarea ecuație matematică:
unde P este presiunea absolută, V este volumul pe care îl ocupă gazul, n este numărul de moli de particule de gaz prezenți, T este temperatura absolută și R este constanta universală a gazului ideal. Aceasta este o ecuație de stare cu trei grade de libertate, ceea ce înseamnă că cunoașterea a trei dintre cele patru variabile (P, V, n și T) determină imediat valoarea celei de-a patra și, prin urmare, definește complet starea sistemului. .
Caracteristicile unui gaz ideal
- Ei se supun legii gazelor ideale în toate condițiile.
- Sunt formate din particule punctiforme.
- Particulele sale nu interacționează între ele.
- Nu suferă schimbări de fază, adică nu pot suferi condens sau depunere.
- Energia sa internă este proporțională cu temperatura.
- Au capacități termice constante, atât specifice, cât și molare.
De ce sunt ideali?
Gazele ideale reprezintă un model simplificat al stării gazoase, care este cea mai simplă stare în care poate fi găsită materia. Este un model ideal (adică nu este real), deoarece îndeplinirea ecuației gazului ideal pentru orice valoare a lui P, V, nu T, implică faptul că un gaz ideal poate fi comprimat la infinit la un volum cât ne place. , fără ca acesta să înceteze să fie un gaz (adică fără să devină în stare lichidă sau solidă), indiferent de presiune sau temperatură.
Acest lucru este posibil doar în imaginația noastră (de unde și termenul de ideal, care vine din idee, ceva care există doar în mintea noastră), deoarece gazele sunt făcute din materie, iar materia, prin definiție, ocupă un volum în spațiu. Aceasta înseamnă că dacă reducem constant volumul unui gaz real, la un moment dat particulele de gaz vor ocupa tot volumul disponibil și nu îl vom mai putea comprima. Pentru a putea comprima un gaz la infinit, acesta ar trebui să fie format din particule punctiforme, adică particule care au masă, dar nu ocupă un loc în spațiu, ceea ce nu este adevărat.
De asemenea, singurul mod în care un gaz nu se va condensa pe măsură ce îl comprimăm și apropiem particulele este dacă particulele nu interacționează între ele în niciun fel. În lumea reală, chiar și cele mai slabe interacțiuni scad odată cu distanța, ceea ce înseamnă că ele cresc pe măsură ce apropiem particulele unele de altele. Acest lucru implică faptul că atunci când se comprimă un gaz real, la un moment dat, particulele vor fi suficient de aproape una de cealaltă încât aceste forțe să fie suficient de puternice pentru a lega particulele de gaz împreună, formând o fază condensată, adică un lichid sau un solid.
Gaze reale care se comportă ca gaze ideale
Dacă gazele ideale nu există, merită să ne întrebăm, atunci, pentru ce este acest model? Răspunsul este, din fericire, mult. Niciun gaz real nu se comportă ideal în toate condițiile de presiune, temperatură și volum pe care ni le putem imagina. Cu toate acestea, majoritatea gazelor reale se comportă ca și cum ar fi ideale în anumite condiții specificate în care caracteristicile care le fac reale contribuie atât de puțin la comportamentul lor real, încât sunt neglijabile.
Pentru ca acest lucru să se întâmple, practic trebuie îndeplinite două condiții principale:
- Că volumul ocupat de toate particulele de gaz este neglijabil în comparație cu volumul disponibil pentru deplasare (adică volumul recipientului care le conține). Această condiție urmărește ca particulele să fie cât mai asemănătoare cu particulele punctiforme.
- Că interacțiunile dintre particule sunt atât de slabe și atât de scurte încât practic nu pot afecta mișcarea lor în interiorul recipientului.
Prima condiție este îndeplinită atunci când presiunea unui gaz real este scăzută. În aceste condiții, există foarte puține particule, astfel încât practic întregul volum al recipientului este disponibil pentru ca particulele să se miște liber.
A doua condiție este îndeplinită la temperaturi ridicate. Amintiți-vă că temperatura este o măsură directă a energiei cinetice medii a particulelor care alcătuiesc materia, inclusiv gazele. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât particulele se mișcă mai repede în interiorul recipientului, ceea ce face ca efectele forțelor de atracție dintre particule să fie neglijabile.
De asemenea, ajută să se dea cea de-a doua condiție ca particulele care alcătuiesc gazul, indiferent dacă acestea sunt molecule sau atomi individuali (ca în cazul gazelor nobile), să nu fie polare și ca singura formă posibilă de interacțiune între o particulă și un altul. este forțele de dispersie de la Londra, adică cele mai slabe interacțiuni intermoleculare cunoscute.
Referințe
Atkins, P. și dePaula, J. (2010). Atkins. Chimie fizică ( ed . a 8-a). Editorial Medical Panamerican.
Chang, R. (2002). Fizicochimie ( ed . I). MCGRAW HILL EDUCAȚIE.
Chang, R. (2021). Chimie ( ed . a 11-a). MCGRAW HILL EDUCAȚIE.
Farfan, R. (sf). Definiția gazului ideal . Scribd. https://es.scribd.com/document/261584369/Definicion-de-Gas-Ideal
Máxima U., J. (21 octombrie 2021). Gaz ideal . Caracteristici. https://www.caracteristicas.co/gases-ideales/
