Belangrijk verschil - Universele gasconstante versus karakteristieke gasconstante
Gasfase is een van de drie belangrijkste fasen die materie kan bestaan. Het is de meest samendrukbare toestand van de drie toestanden van materie. Slechts 11 elementen van de andere elementen bestaan onder normale omstandigheden als gassen. De "ideale gaswet" geeft ons echter een vergelijking die kan worden gebruikt om het gedrag van een normaal gas te verklaren. Het heeft een evenredigheidsconstante die universele gasconstante wordt genoemd en wanneer het wordt toegepast op een echt gas, wordt deze constante met een wijziging gebruikt. Dan wordt het een karakteristieke gasconstante genoemd. Het belangrijkste verschil tussen universele gasconstante en karakteristieke gasconstante is dat universele gasconstante alleen van toepassing is op ideale gassen, terwijl karakteristieke gasconstante van toepassing is op echte gassen.
Wat is universele gasconstante?
Gasmoleculen kunnen vrij door de ruimte bewegen, omdat het zeer lichte moleculen zijn. Krachten tussen gasmoleculen zijn zwakke Van der Waal-aantrekkingskrachten. Om het gedrag van een gas te verklaren, hebben wetenschappers echter theorieën afgeleid met behulp van een hypothetisch gas dat bekend staat als Ideaal gas. Ze hebben ook een wet afgeleid met betrekking tot dit ideale gas, dat bekend staat als de ideale gaswet.
Ten eerste moeten we weten wat een ideaal gas betekent. Het is een hypothetisch gas dat de volgende eigenschappen zou vertonen als het een echt gas was. Dit zijn slechts aannames.
- Een ideaal gas bestaat uit een groot aantal kleine gasmoleculen.
- Het volume van die gasmoleculen is verwaarloosbaar.
- Er zijn geen aantrekkingskrachten tussen gasmoleculen.
- De beweging van deze gasmoleculen gehoorzaamt aan de bewegingswet van Newton.
- Collisies van moleculen zijn volledig elastisch.
Door naar deze eigenschappen te kijken, is het begrijpelijk dat geen van de echte gassen ideaal is.
Wat is de ideale gaswet
De ideale gaswet geeft de toestand van een ideaal gas aan en wordt als volgt verklaard door een vergelijking.
PV=nRT
P – Druk van het ideale gas
V – Volume van het ideale gas
n – Aantal mol van het ideale gas (hoeveelheid stof)
T – Temperatuur
De term R is hier de universele gasconstante. De waarde van R kan worden berekend door rekening te houden met de standaardtemperatuur en -druk die 00C en 1atm-druk zijn. Dit geeft een waarde voor de universele gasconstante als 0,082057 L/(K.mol).
Wat is karakteristieke gasconstante?
Bij het toepassen van de ideale gasvergelijking voor normale gassen, moet de bovenstaande vergelijking worden aangepast omdat geen van de echte gassen zich als een ideaal gas gedraagt. Daar wordt dus de karakteristieke gasconstante gebruikt in plaats van de universele gasconstante. De eigenschappen van echte gassen die verschillen van een ideaal gas kunnen hieronder worden weergegeven.
- Echte gassen zijn samengesteld uit te onderscheiden grote moleculen in vergelijking met ideale gassen.
- Deze gasmoleculen hebben een bepaald volume.
- Er zijn zwakke Van der Waal-krachten tussen gasmoleculen.
- Aanrijdingen zijn niet volledig elastisch.
Daarom kan de ideale gaswet niet rechtstreeks op een echt gas worden toegepast. Er wordt dus een eenvoudige wijziging aangebracht; de universele gasconstante wordt gedeeld door de molaire massa van het gas voordat deze in de vergelijking wordt toegepast. Het kan als volgt worden weergegeven.
Rspecifiek=R/M
Rspecifiek –Karakteristieke gasconstante
R – Universele gasconstante
M – Molaire massa van het gas
Dit kan zelfs worden gebruikt voor een mengsel van gassen. Vervolgens moet de R-constante worden gedeeld door de molaire massa van het mengsel van gassen. Deze karakteristieke gasconstante wordt ook wel de specifieke gasconstante genoemd omdat de waarde ervan afhangt van het gas of het mengsel van gassen.
Figuur 01: Ideaal gas versus echt gas
Wat is het verschil tussen universele gasconstante en karakteristieke gasconstante?
Universele gasconstante versus karakteristieke gasconstante |
|
| Universele gasconstante wordt alleen toegepast voor een ideaal gas. | Karakteristieke gasconstante wordt toegepast voor een echt gas. |
| Berekening | |
| Universele gasconstante wordt berekend met behulp van standaard temperatuur- en drukwaarden (STP). | Karakteristieke gasconstante wordt berekend met STP-waarden samen met de molaire massa van het echte gas. |
| Relatie met het gas | |
| Universele gasconstante is onafhankelijk van het afgenomen gas. | Karakteristieke gasconstante is afhankelijk van het gas. |
| Waarde | |
| De waarde van de universele gasconstante is 0,082057 L/(K.mol). | De waarde voor de karakteristieke gasconstante is altijd afhankelijk van het gas. |
Samenvatting – Universele gasconstante versus karakteristieke gasconstante
Een ideaal gas is een hypothetisch gas waarvan wordt aangenomen dat het eigenschappen heeft die heel anders zijn dan een echt gas. De ideale gaswet wordt gevormd om het gedrag van een ideaal gas te verklaren. Bij gebruik van deze constante op echte gassen moet deze echter worden gewijzigd door een andere karakteristieke gasconstante dan de universele gasconstante toe te passen. Dat komt omdat geen van de echte gassen zich als een ideaal gas gedraagt. Het belangrijkste verschil tussen universele gasconstante en karakteristieke gasconstante is dat universele gasconstante alleen van toepassing is op ideale gassen, terwijl karakteristieke gasconstante van toepassing is op echte gassen.
Download PDF-versie van universele gasconstante versus karakteristieke gasconstante
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen universele gasconstante en karakteristieke gasconstante.
