Tofauti Muhimu – Sheria Bora ya Gesi dhidi ya Van der Waals Equation
Sheria bora ya gesi ni sheria ya msingi ilhali Van der Waals equation ni toleo lililorekebishwa la sheria bora ya gesi. Tofauti kuu kati ya sheria bora ya gesi na mlinganyo wa van der Waals ni kwamba mlingano bora wa sheria ya gesi hutumiwa kwa gesi bora ilhali mlinganyo wa Van der Waal unaweza kutumika kwa gesi bora na gesi halisi.
Gesi ni misombo ambayo ipo katika awamu ya gesi ya mata. Ili kuelewa tabia na mali ya gesi, sheria za gesi hutumiwa. Sheria hizi za gesi hutumiwa kuelezea mali ya gesi bora. Gesi bora ni kiwanja cha dhahania cha gesi ambacho kina sifa za kipekee, yaani, hakuna nguvu za mvuto kati ya molekuli bora za gesi. Hata hivyo, gesi halisi ni tofauti sana na gesi bora. Lakini baadhi ya gesi halisi hutenda kama gesi bora wakati hali zinazofaa (joto la juu na shinikizo la chini) hutolewa. Kwa hivyo, sheria za gesi hurekebishwa kabla ya kuzitumia na gesi halisi.
Mlinganyo Bora wa Sheria ya Gesi ni nini?
Mlingano bora wa sheria ya gesi ni sheria ya msingi katika kemia. Sheria bora ya gesi inaonyesha kwamba bidhaa ya shinikizo na kiasi cha gesi bora ni sawia moja kwa moja na bidhaa ya joto na idadi ya chembe za gesi za gesi bora. Mlinganyo bora wa sheria ya gesi unaweza kutolewa kama ilivyo hapo chini.
PV=NkT
P ni shinikizo, V ni ujazo, N ni idadi ya chembe za gesi, na T ni joto la gesi bora. "k" ni uwiano wa mara kwa mara unaojulikana kama Boltzmann's constant (thamani ya hii mara kwa mara ni 1.38 x 10-23 J/K). Hata hivyo, aina ya kawaida ya mlingano huu ni kama ifuatavyo.
PV=nRT
P ni shinikizo, V ni ujazo, n ni idadi ya fuko za gesi na T ni joto la gesi. R inajulikana kama gesi inayobadilika kila mahali (8.314 Jmol-1K-1). Mlinganyo huu unaweza kupatikana kama ifuatavyo.
Kiwango kisichobadilika cha Boltzmann (k)=R/N
Kwa kutumia uhusiano huu kwenye mlinganyo wa kimsingi, PV=N x (R/N) x T
PV=RT
Kwa nambari ya “n” ya fuko, PV=nRT
Van der Waals Equation ni nini?
Van der Waal equation ni toleo lililobadilishwa la sheria bora ya gesi. Mlinganyo huu unaweza kutumika kwa gesi bora na vile vile kwa gesi halisi. Sheria bora ya gesi haiwezi kutumika kwa gesi halisi kwa sababu kiasi cha molekuli za gesi ni kikubwa ikilinganishwa na kiasi cha gesi halisi, na kuna nguvu za mvuto kati ya molekuli za gesi halisi (molekuli bora za gesi zina kiasi kidogo ikilinganishwa na jumla ya kiasi., na hakuna nguvu za kivutio kati ya molekuli za gesi). Mlinganyo wa Van der Waal unaweza kutolewa kama ilivyo hapa chini.
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT
Hapa, “a” ni kiangazio ambacho kinategemea aina ya gesi na b pia ni kitu kisichobadilika ambacho hutoa ujazo kwa kila mole ya gesi (inayokaliwa na molekuli za gesi). Haya hutumika kama masahihisho ya mlingano bora wa sheria.
Kielelezo 01: Gesi Halisi hufanya kazi tofauti na zile za Gesi Bora
Marekebisho ya Sauti
Kiasi cha molekuli ya gesi halisi si kidogo (tofauti na gesi bora). Kwa hiyo, marekebisho ya kiasi hufanyika. (V-b) ni urekebishaji wa sauti. Hii inatoa ujazo halisi unaopatikana kwa molekuli ya gesi kusonga (kiasi halisi=ujazo jumla - ujazo unaofaa).
Marekebisho ya Shinikizo
Shinikizo la gesi ni shinikizo linalotolewa na molekuli ya gesi kwenye ukuta wa chombo. Kwa kuwa kuna nguvu za mvuto kati ya molekuli za gesi halisi, shinikizo ni tofauti na ile ya tabia bora. Kisha marekebisho ya shinikizo inapaswa kufanyika. (P + a{n/V}2) ni marekebisho ya shinikizo. (Shinikizo linalofaa=shinikizo lililozingatiwa + urekebishaji wa shinikizo).
Nini Tofauti Kati ya Sheria Bora ya Gesi na Mlinganyo wa Van der Waals?
Sheria Bora ya Gesi dhidi ya Van der Waals Equation |
|
| Mlingano bora wa sheria ya gesi ni sheria ya msingi katika kemia. | Van der Waal equation ni toleo lililobadilishwa la sheria bora ya gesi. |
| Mlinganyo | |
| Mlinganyo bora wa sheria ya gesi ni PV=NkT | Mlinganyo wa Van der Waal ni (P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=nRT |
| Nature | |
| Mlingano bora wa sheria ya gesi si toleo lililobadilishwa. | Mlinganyo wa Van der Waal ni toleo lililorekebishwa lenye masahihisho fulani ya shinikizo na ujazo wa gesi halisi. |
| Vipengele | |
| Mlinganyo bora wa sheria ya gesi umetolewa kwa gesi bora. | Mlinganyo wa Van der Waal unaweza kutumika kwa gesi bora na gesi halisi. |
Muhtasari – Sheria Bora ya Gesi dhidi ya Van der Waals Equation
Hali yenye gesi ni mojawapo ya awamu tatu kuu za mata. Tabia na sifa za gesi zinaweza kuamua au kutabiriwa kwa kutumia sheria za gesi. Sheria bora ya gesi ni sheria ya msingi ambayo inaweza kutumika kwa gesi bora. Lakini wakati wa kuzingatia gesi halisi, equation bora ya sheria ya gesi inapaswa kurekebishwa. Tofauti kati ya sheria bora ya gesi na mlinganyo wa van der Waals ni kwamba, mlingano bora wa sheria ya gesi hutolewa kwa gesi bora ilhali mlinganyo wa Van der Waal unaweza kutumika kwa gesi bora na gesi halisi.
