Différence clé - Constante de gaz universelle vs Constante de gaz caractéristique
La phase gazeuse est l'une des trois phases principales que la matière peut exister. C'est l'état le plus compressible des trois états de la matière. Seuls 11 éléments parmi les autres éléments existent sous forme de gaz dans des conditions normales. Cependant, la "loi des gaz parfaits" nous donne une équation qui peut être utilisée pour expliquer le comportement d'un gaz normal. Il a une constante de proportionnalité appelée constante de gaz universelle et lorsqu'elle est appliquée à un gaz réel, cette constante est utilisée avec une modification. On parle alors de constante de gaz caractéristique. La principale différence entre la constante de gaz universelle et la constante de gaz caractéristique est que la constante de gaz universelle ne s'applique qu'aux gaz idéaux, tandis que la constante de gaz caractéristique s'applique aux gaz réels.
Qu'est-ce que la constante universelle des gaz ?
Les molécules de gaz sont capables de se déplacer librement dans tout l'espace car ce sont des molécules très légères. Les forces entre les molécules de gaz sont de faibles forces d'attraction de Van Der Waal. Cependant, afin d'expliquer le comportement d'un gaz, les scientifiques ont élaboré des théories utilisant un gaz hypothétique appelé gaz idéal. Ils ont également dérivé une loi concernant ce gaz parfait, connue sous le nom de loi des gaz parfaits.
Premièrement, nous devrions savoir ce que signifie un gaz parfait. C'est un gaz hypothétique qui montrerait les propriétés suivantes s'il s'agissait d'un gaz réel. Ce ne sont que des suppositions.
- Un gaz parfait est composé d'un grand nombre de petites molécules de gaz.
- Le volume de ces molécules de gaz est négligeable.
- Il n'y a pas d'attraction entre les molécules de gaz.
- Le mouvement de ces molécules de gaz obéit à la loi du mouvement de Newton.
- Les collisions de molécules sont complètement élastiques.
En regardant ces propriétés, il est compréhensible qu'aucun des vrais gaz ne soit idéal.
Qu'est-ce que la loi des gaz parfaits
La loi des gaz parfaits indique l'état d'un gaz parfait et s'explique par une équation comme suit.
PV=nRT
P – Pression du gaz parfait
V – Volume du gaz parfait
n – Nombre de moles du gaz parfait (quantité de substance)
T – Température
Le terme R est ici la constante universelle des gaz. La valeur de R peut être calculée en considérant la température et la pression standard qui sont 00C et 1 atm de pression. Cela donne une valeur pour la constante de gaz universelle de 0,082057 L/(K.mol).
Qu'est-ce que la constante de gaz caractéristique ?
Lors de l'application de l'équation des gaz parfaits pour les gaz normaux, l'équation ci-dessus doit être modifiée car aucun des gaz réels ne se comporte comme un gaz parfait. Ainsi, la constante de gaz caractéristique, au lieu de la constante de gaz universelle, y est utilisée. Les propriétés des gaz réels qui sont différentes d'un gaz parfait peuvent être listées ci-dessous.
- Les gaz réels sont composés de grosses molécules distinctes par rapport aux gaz idéaux.
- Ces molécules de gaz portent un certain volume.
- Il existe de faibles forces de Van Der Waal entre les molécules de gaz.
- Les collisions ne sont pas complètement élastiques.
Par conséquent, la loi des gaz parfaits ne peut pas être appliquée directement à un gaz réel. Ainsi, une simple modification est effectuée; la constante universelle des gaz est divisée par la masse molaire du gaz avant de l'appliquer dans l'équation. Il peut être affiché comme suit.
Rspécifique=R/M
Rspécifique –Constante de gaz caractéristique
R – Constante de gaz universelle
M – Masse molaire du gaz
Ceci peut être utilisé même pour un mélange de gaz. Ensuite, la constante R doit être divisée par la masse molaire du mélange de gaz. Cette constante de gaz caractéristique est également appelée constante de gaz spécifique car sa valeur dépend du gaz ou du mélange de gaz.
Figure 01: Gaz parfait vs gaz réel
Quelle est la différence entre la constante de gaz universelle et la constante de gaz caractéristique ?
Constante de gaz universelle vs Constante de gaz caractéristique |
|
| La constante de gaz universelle n'est appliquée que pour un gaz parfait. | La constante de gaz caractéristique est appliquée pour un gaz réel. |
| Calcul | |
| La constante de gaz universelle est calculée à l'aide des valeurs standard de température et de pression (STP). | La constante de gaz caractéristique est calculée avec les valeurs STP ainsi que la masse molaire du gaz réel. |
| Relation avec le gaz | |
| La constante de gaz universelle est indépendante du gaz prélevé. | La constante de gaz caractéristique dépend du gaz. |
| Valeur | |
| La valeur de la constante de gaz universelle est de 0,082057 L/(K.mol). | La valeur de la constante de gaz caractéristique dépendra toujours du gaz. |
Résumé - Constante de gaz universelle vs Constante de gaz caractéristique
Un gaz parfait est un gaz hypothétique supposé avoir des propriétés très différentes d'un gaz réel. La loi des gaz parfaits est formée pour expliquer le comportement d'un gaz parfait. Cependant, lors de l'utilisation de cette constante sur des gaz réels, il convient de la modifier en appliquant une constante de gaz caractéristique autre que la constante de gaz universelle. En effet, aucun des gaz réels ne se comporte comme un gaz parfait. La principale différence entre la constante de gaz universelle et la constante de gaz caractéristique est que la constante de gaz universelle ne s'applique qu'aux gaz idéaux, tandis que la constante de gaz caractéristique s'applique aux gaz réels.
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