Không khí bao quanh chúng ta, các loài động vật xung quanh chúng ta, và thậm chí cả cơ thể chúng ta được tạo thành từ các phân tử và nhiều loại khí khác nhau. Những loại khí này là một phần thiết yếu trong cuộc sống của chúng ta. Chúng ta hít thở và thải ra khí mỗi giây. Nhưng có những loại khí khác nhau. Một số thậm chí chỉ là giả thuyết. Sự khác biệt giữa khí lý tưởng và khí thực giúp chúng ta hiểu các chất khí một cách tốt hơn.
Khí lý tưởng và Khí thực
Sự khác biệt giữa Khí lý tưởng và Khí thực là khí trước đây là khí giả định, trong khi khí sau tồn tại trong thời gian thực. Khí lý tưởng luôn tuân theo các quy luật của chất khí, còn khí thực tuân theo các quy luật đó trong những điều kiện nhất định. Hai chất khí cũng khác nhau về thể tích mà các phân tử của chúng chiếm giữ, cách chúng tương tác, v.v.
Khí lý tưởng là một loại khí lý thuyết, có nghĩa là nó không tồn tại trong thực tế. Nó tuân theo định luật khí ở mọi điều kiện áp suất và nhiệt độ. Một khí lý tưởng có nhiều hạt nhỏ chuyển động ngẫu nhiên theo mọi hướng vì chúng không chịu sự tương tác giữa các hạt.
Mặt khác, Khí thực có trong môi trường xung quanh chúng ta. Khí thực chỉ tuân theo định luật khí ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất thấp. Các phân tử của các khí này tương tác với nhau, đó là lý do tại sao chúng không hoạt động giống như khí lý tưởng.
Bảng so sánh giữa khí lý tưởng và khí thực
| Các thông số so sánh | Khí lý tưởng | Khí thực |
| Sự định nghĩa | Một chất khí lý tưởng tuân theo tất cả các định luật chất khí trong mọi điều kiện áp suất và nhiệt độ. | Khí thực chỉ tuân theo định luật chất khí ở điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ cao. |
| Chuyển động của các phân tử | Các phân tử trong khí lý tưởng chuyển động tự do và không tham gia vào tương tác giữa các hạt. | Các phân tử của khí thực va chạm với nhau và chịu sự tương tác giữa các hạt. |
| Khối lượng đã chiếm | Thể tích mà khí lý tưởng chiếm không đáng kể so với thể tích toàn phần. | Thể tích chiếm của khí thực là đáng kể khi so sánh với tổng thể tích. |
| Sức ép | Một chất khí lý tưởng có áp suất cao. | Áp suất thực trong khí thực thấp hơn áp suất của khí lý tưởng. |
| Lực lượng hiện diện | Không có lực hút giữa các phân tử nào tồn tại trong khí lý tưởng. | Các lực có trong khí thực là lực hút hoặc lực đẩy. |
| Công thức | Một khí lý tưởng theo công thức; PV = nRT | Khí thực tuân theo công thức, (P + (an2/ V2)) (V-nb) = nRT. |
Khí lý tưởng là gì?
Được cấu tạo bởi nhiều hạt chuyển động ngẫu nhiên theo mọi hướng, khí Lý tưởng là khí không chịu sự tương tác giữa các hạt. Nó tuân theo các định luật khí, cũng như phương trình trạng thái. Trong chất khí lý tưởng, va chạm giữa các phân tử là hoàn toàn đàn hồi; nghĩa là không bị mất động năng khi xảy ra va chạm.
Một chất khí lý tưởng không có bất kỳ lực hút giữa các phân tử nào. Nó là một chất khí giả thuyết có nghĩa là nó không tồn tại trong môi trường. Mô hình của định luật khí lý tưởng đã được khám phá trong Động lực học Newton cũng như trong cơ học lượng tử.
Về mặt lý thuyết, có thể hiểu rằng một khí lý tưởng mà nó sinh ra từ áp suất động năng của các phân tử khí. Các phân tử va chạm với thành của một thùng chứa tuân theo định luật Newton. Điều này cũng được hiểu rằng khi áp suất của khí lý tưởng giảm trong quá trình tiết lưu, sẽ không có sự thay đổi nào về nhiệt độ của nó.
Một chất khí lý tưởng không ngưng tụ vì nó có thể tích không đáng kể. Nó cũng thiếu điểm ba, là điểm mà tại đó nhiệt độ và áp suất của các pha rắn, lỏng và khí của một chất tinh khiết có thể cùng tồn tại ở trạng thái cân bằng. Một khí lý tưởng tuân theo công thức PV = nRT.
Khí Thực là gì?
Khí thực là những chất khí tuân theo các định luật chất khí trong những điều kiện nhất định. Chúng không phải là khí lý tưởng. Để khí thực tồn tại, áp suất phải thấp và nhiệt độ phải cao. Các hạt khí của khí thực chuyển động và tương tác với nhau. Những va chạm này là không đàn hồi, có nghĩa là có một phần nào đó bị mất đi động năng.
Các phân tử của khí thực chiếm thể tích. Lực liên phân tử trong khí thực có thể là lực hút hoặc lực đẩy. Khí thực không phải là giả thuyết, có nghĩa là nó tồn tại trong khí quyển. Có nhiều mô hình để giải thích phương trình trạng thái của khí thực nhưng thường được sử dụng nhất là mô hình Van Der Waal.
Thể tích của một lượng khí thực ở áp suất cao vẫn cao đáng kể so với một lượng khí lý tưởng. Ngoài ra, khi áp suất của khí thực bị giảm trong quá trình tiết lưu, nhiệt độ có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào việc Joule-Thompson là dương hay âm.
Trái ngược với khí Lý tưởng, khí thực sẽ ngưng tụ khi nó được làm lạnh đến điểm sôi của nó. Các ví dụ phổ biến về khí thực bao gồm Oxy, Nitơ, Hydro, Carbon dioxide, v.v. Công thức tuân theo của Khí thực là (P + (an2 / V2)) (V-nb) = nRT.
Sự khác biệt chính giữa khí lý tưởng và khí thực
Sự kết luận
Khí lý tưởng là khí trong đó các va chạm giữa tất cả các phân tử có tính chất đàn hồi, có nghĩa là chúng không chịu sự tương tác giữa các hạt. Khí lý tưởng không tồn tại trong thực tế. Nó hoàn toàn là lý thuyết về bản chất. Khái niệm khí lý tưởng giúp chúng ta hiểu được các định luật khí cũng như phân tích cơ học thống kê.
Khí thực là khí ở điều kiện áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn không tuân theo các định luật về khí. Các phân tử của nó tương tác với nhau, và do đó khí thực không hoạt động giống như khí lý tưởng. Một chất khí thực có vận tốc, khối lượng và thể tích. Chúng có xu hướng hóa lỏng khi làm lạnh đến điểm sôi của chúng.
Người giới thiệu
- https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922
