आदर्श गैस बनाम वास्तविक गैस
गैस उन अवस्थाओं में से एक है जिसमें पदार्थ मौजूद है। इसमें ठोस और तरल पदार्थ के परस्पर विरोधी गुण होते हैं। गैसों में कोई क्रम नहीं होता है, और वे किसी दिए गए स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। तापमान, दबाव आदि जैसे चरों से उनका व्यवहार बहुत प्रभावित होता है।
आदर्श गैस क्या है?
आदर्श गैस एक सैद्धांतिक अवधारणा है, जिसका उपयोग हम अपने अध्ययन के उद्देश्यों के लिए करते हैं। किसी गैस के आदर्श होने के लिए उनमें निम्नलिखित विशेषताएँ होनी चाहिए। यदि इनमें से एक की भी कमी हो तो गैस को आदर्श गैस नहीं माना जाता है।
• गैस के अणुओं के बीच अंतर आणविक बल नगण्य हैं।
• गैस के अणुओं को बिंदु कण माना जाता है। इसलिए, उस स्थान की तुलना में जहां गैस के अणु रहते हैं, अणुओं का आयतन नगण्य होता है।
आम तौर पर गैसीय अणु किसी दिए गए स्थान को भरते हैं। इसलिए, जब एक बड़े स्थान पर हवा का कब्जा होता है, तो अंतरिक्ष की तुलना में गैस का अणु स्वयं बहुत छोटा होता है। इसलिए गैस के अणुओं को बिंदु कण मानना कुछ हद तक सही है। हालांकि, कुछ गैस अणु काफी मात्रा में होते हैं। वॉल्यूम को अनदेखा करना इन उदाहरणों में त्रुटियाँ देता है। पहली धारणा के अनुसार, हमें यह विचार करना होगा कि गैसीय अणुओं के बीच कोई अंतर-आणविक संपर्क नहीं है। हालांकि, वास्तव में, उनके बीच कम से कम कमजोर बातचीत होती है। लेकिन, गैसीय अणु तेजी से और बेतरतीब ढंग से चलते हैं। इसलिए, उनके पास अन्य अणुओं के साथ अंतर-आणविक बातचीत करने के लिए पर्याप्त समय नहीं है। इसलिए, जब इस कोण में देखें, तो पहली धारणा को भी स्वीकार करना कुछ हद तक मान्य है। यद्यपि हम कहते हैं कि आदर्श गैसें सैद्धांतिक हैं, हम यह नहीं कह सकते कि यह 100% सत्य है।कुछ अवसर ऐसे होते हैं जहाँ गैसें आदर्श गैसों के रूप में कार्य करती हैं। एक आदर्श गैस में तीन चर, दबाव, आयतन और तापमान की विशेषता होती है। निम्नलिखित समीकरण आदर्श गैसों को परिभाषित करता है।
पीवी=एनआरटी=एनकेटी
पी=पूर्ण दबाव
वी=वॉल्यूम
n=तिलों की संख्या
N=अणुओं की संख्या
R=सार्वत्रिक गैस स्थिरांक
टी=पूर्ण तापमान
K=बोल्ट्जमान स्थिरांक
हालाँकि सीमाएँ हैं, हम उपरोक्त समीकरण का उपयोग करके गैसों के व्यवहार का निर्धारण करते हैं।
असली गैस क्या है?
जब ऊपर दी गई दो या दोनों धारणाओं में से एक अमान्य है, तो गैसों को वास्तविक गैसों के रूप में जाना जाता है। हम वास्तव में प्राकृतिक वातावरण में वास्तविक गैसों का सामना करते हैं। एक वास्तविक गैस बहुत उच्च दाब पर आदर्श स्थिति से भिन्न होती है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि जब बहुत अधिक दबाव डाला जाता है, तो गैस का आयतन बहुत कम हो जाता है।फिर अंतरिक्ष की तुलना में हम अणु के आकार की उपेक्षा नहीं कर सकते। इसके अलावा, आदर्श गैसें बहुत कम तापमान पर वास्तविक अवस्था में आती हैं। कम तापमान पर, गैसीय अणुओं की गतिज ऊर्जा बहुत कम होती है। इसलिए, वे धीरे-धीरे चलते हैं। इस वजह से गैस के अणुओं के बीच अंतर-आणविक संपर्क होगा, जिसे हम नज़रअंदाज नहीं कर सकते। वास्तविक गैसों के लिए, हम उपरोक्त आदर्श गैस समीकरण का उपयोग नहीं कर सकते क्योंकि वे अलग तरह से व्यवहार करते हैं। वास्तविक गैसों की गणना के लिए अधिक जटिल समीकरण हैं।
आदर्श और वास्तविक गैसों में क्या अंतर है?
• आदर्श गैसों में अंतर-आणविक बल नहीं होते हैं और गैस के अणुओं को बिंदु कण माना जाता है। इसके विपरीत वास्तविक गैस के अणुओं का आकार और आयतन होता है। इसके अलावा उनके पास अंतर-आणविक बल हैं।
• आदर्श गैसें हकीकत में नहीं मिल सकतीं। लेकिन कुछ तापमान और दबाव पर गैसें इस तरह से व्यवहार करती हैं।
• गैसें उच्च दबाव और कम तापमान में वास्तविक गैसों के रूप में व्यवहार करती हैं। वास्तविक गैसें कम दबाव और उच्च तापमान पर आदर्श गैसों के रूप में व्यवहार करती हैं।
• आदर्श गैसें PV=nRT=NkT समीकरण से संबंधित हो सकती हैं, जबकि वास्तविक गैसें ऐसा नहीं कर सकतीं। वास्तविक गैसों का निर्धारण करने के लिए, बहुत अधिक जटिल समीकरण हैं।
