Differenza chiave: costante di gas universale vs costante di gas caratteristica
La fase gassosa è una delle tre fasi principali in cui la materia può esistere. È lo stato più comprimibile dei tre stati della materia. Solo 11 elementi di altri elementi esistono come gas in condizioni normali. Tuttavia, la "legge del gas ideale" ci fornisce un'equazione che può essere utilizzata per spiegare il comportamento di un gas normale. Ha una costante di proporzionalità che viene chiamata costante di gas universale e quando viene applicata a un gas reale, questa costante viene utilizzata con una modifica. Quindi viene chiamata costante caratteristica del gas. La differenza fondamentale tra la costante del gas universale e la costante del gas caratteristica è quella la costante del gas universale è applicabile solo per i gas ideali mentre la costante del gas caratteristica è applicabile per i gas reali.
Cos'è la costante gassosa universale?
Le molecole di gas sono in grado di muoversi liberamente nello spazio poiché sono molecole molto leggere. Le forze tra le molecole di gas sono deboli forze di attrazione di Van Der Waal. Tuttavia, per spiegare il comportamento di un gas, gli scienziati hanno derivato teorie utilizzando un gas ipotetico noto come gas ideale. Hanno anche derivato una legge relativa a questo gas ideale, nota come legge del gas ideale.
In primo luogo, dovremmo sapere cosa significa un gas ideale. È un gas ipotetico che mostrerebbe le seguenti proprietà se fosse un gas reale. Queste sono solo ipotesi.
- Un gas ideale è composto da un gran numero di piccole molecole di gas.
- Il volume di quelle molecole di gas è trascurabile.
- Non ci sono attrazioni tra le molecole di gas.
- Il moto di queste molecole di gas obbedisce alla legge del moto di Newton.
- Le collisioni di molecole sono completamente elastiche.
Osservando queste proprietà, è comprensibile che nessuno dei gas reali sia l'ideale.
Cos'è la legge sui gas ideali
La legge del gas ideale indica lo stato di un gas ideale ed è spiegata da un'equazione come segue.
PV=nRT
P – Pressione del gas ideale
V – Volume del gas ideale
n – Numero di moli del gas ideale (quantità di sostanza)
T – Temperatura
Il termine R qui è la costante del gas universale. Il valore di R può essere calcolato considerando la temperatura e la pressione standard che sono 00C e una pressione di 1 atm. Questo fornisce un valore per la costante del gas universale come 0,082057 L/(K.mol).
Che cos'è la costante caratteristica del gas?
Quando si applica l'equazione dei gas ideali per i gas normali, l'equazione di cui sopra richiede una modifica perché nessuno dei gas reali si comporta come un gas ideale. Pertanto, qui viene utilizzata la costante di gas caratteristica, invece della costante di gas universale. Le proprietà dei gas reali diversi da un gas ideale possono essere elencate come segue.
- I gas reali sono composti da grandi molecole distinguibili rispetto ai gas ideali.
- Queste molecole di gas hanno un certo volume.
- Ci sono deboli forze di Van Der Waal tra le molecole di gas.
- Le collisioni non sono completamente elastiche.
Pertanto, la legge del gas ideale non può essere applicata direttamente a un gas reale. Pertanto, viene eseguita una semplice modifica; la costante universale del gas viene divisa per la massa molare del gas prima di applicarla nell'equazione. Può essere mostrato come segue.
Rspecifico=R/M
Rspecifico –Costante caratteristica del gas
R – Costante del gas universale
M – Massa molare del gas
Può essere utilizzato anche per una miscela di gas. Quindi, la costante R dovrebbe essere divisa per la massa molare della miscela di gas. Questa costante caratteristica del gas è anche nota come costante del gas specifico perché il suo valore dipende dal gas o dalla miscela di gas.
Figura 01: Gas ideale vs gas reale
Qual è la differenza tra la costante di gas universale e la costante di gas caratteristica?
Costante gas universale vs costante gas caratteristico |
|
| La costante del gas universale viene applicata solo per un gas ideale. | La costante caratteristica del gas viene applicata per un gas reale. |
| Calcolo | |
| La costante del gas universale viene calcolata utilizzando i valori di temperatura e pressione standard (STP). | La costante caratteristica del gas viene calcolata con i valori STP insieme alla massa molare del gas reale. |
| Relazione con il gas | |
| La costante del gas universale è indipendente dal gas prelevato. | La costante caratteristica del gas dipende dal gas. |
| Valore | |
| Il valore della costante del gas universale è 0,082057 L/(K.mol). | Il valore della costante caratteristica del gas dipenderà sempre dal gas. |
Riepilogo – Costante di gas universale vs costante di gas caratteristica
Un gas ideale è un gas ipotetico che si presume abbia proprietà molto diverse da un gas reale. La legge del gas ideale è formata per spiegare il comportamento di un gas ideale. Tuttavia, nell'usare questa costante sui gas reali, dovrebbe essere modificata applicando una costante caratteristica del gas diversa dalla costante universale del gas. Questo perché nessuno dei gas reali si comporta come un gas ideale. La principale differenza tra la costante di gas universale e la costante di gas caratteristica è quella la costante di gas universale è applicabile solo per i gas ideali mentre la costante di gas caratteristica è applicabile per i gas reali.
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