معادله حالت گاز ایده آل و واقعی

معادله حالت گاز ایده آل و واقعی

در این فیلم آموزشی، هدف معرفی گاز ایده آل یا کامل و معادله حالت آن و هم چنین معادله حالت گاز واقعی است. گاز ایده آل یک گاز فرضی است که در آن فاصله مولکول ها به قدری زیاد است که برروی یکدیگر اثری ندارند. رفتار این گازها را با یک معادله حالت ساده می توان توصیف کرد. در این معادله فشار در حجم مخصوص برابر با دما در ثابت گاز می شود. ثابت گاز برابر است با ثابت جهانی گازها که عددی است ثابت تقسیم بر جرم مولی هر گاز. در جدول A-1 کتاب ترمودینامیک سنجل، مقادیر جرم مولی و ثابت گاز برای چند گاز مختلف ذکر شده است. با این که گاز ایده آل یک گاز فرضی است ولی چندگاز بسیار پرکابرد را در شرایط محیط با دقت بسیار خوبی می توان گاز ایده آل فرض کرد، مثل، هوا، اکسیژن، دی اکسید کربن، نیتروژن و … . حتی بخار آب در فشارهای کمتر از ۱۰ کیلوپاسکال (که معمولاً در بحث های مربوط به تهویه مطبوع رخ می دهد) با دقت خوبی گاز ایده آل فرض می شود ولی در فشارهای بالاتر از ۱۰، نباید بخارآب را گاز ایده آل فرض کرد.

برای تعیین گاز ایده آل بودن یا نبودن گازهای مختلف، معیاری وجود دارد به نام ضریب تراکم پذیری که اگر برابر با ۱ باشد یعنی گاز، گاز ایده آل است و اگر بزرگتر یا کوچکتر از ۱ باشد، گاز، گاز واقعی است. هرچه فاصله از ۱ بیشتر شود انحراف از گاز ایده آل بیشتر است. برای تعیین ضریب تراکم پذیری باید از نمودار عمومی تراکم پذیری استفاده کرد که برحسب دمای کاهیده، فشار کاهیده یا حجم مخصوص شبه کاهیده می توان ضریب تراکم پذیری را به دست آورد. براساس این نمودار می توان متوجه شد که بیشترین انحراف از گاز ایده آل در نقطه بحرانی رخ می دهد. ضمناً در فشارهای کاهیده خیلی کوچک، بدون توجه به دما ضریب عمومی تراکم پذیری تقریباً برابر با ۱ است. یعنی در فشارهای کاهیده خیلی کم بدون توجه به دما، می توان گاز را ایده آل در نظر گرفت.

(۹۹۰۹)