Udara yang mengelilingi kita, haiwan di sekeliling kita, malah badan kita sendiri terdiri daripada molekul dan pelbagai gas. Gas-gas ini adalah bahagian penting dalam kehidupan kita. Kami bernafas dan mengeluarkan gas setiap saat. Tetapi terdapat jenis gas yang berbeza. Malah ada yang bersifat hipotesis. Perbezaan antara gas Ideal dan Gas sebenar membantu kita memahami gas dengan cara yang lebih baik.
Gas Ideal lwn Gas Sebenar
Perbezaan antara gas Ideal dan gas Nyata ialah gas yang pertama adalah gas hipotesis, sedangkan gas yang kedua wujud dalam masa nyata. Gas ideal sentiasa mematuhi undang-undang gas, manakala gas sebenar mematuhi undang-undang tersebut dalam keadaan tertentu. Kedua-dua gas juga berbeza dari segi isipadu molekulnya, cara ia berinteraksi, dsb.
Gas Ideal ialah gas teori, yang bermaksud ia tidak wujud dalam realiti. Ia mematuhi undang-undang gas pada semua keadaan tekanan dan suhu. Gas ideal mempunyai berbilang zarah minit yang bergerak secara rawak ke semua arah kerana ia tidak tertakluk kepada interaksi antara zarah.
Sebaliknya, gas sebenar terdapat dalam persekitaran di sekeliling kita. Gas sebenar mematuhi undang-undang gas hanya pada keadaan suhu tinggi dan tekanan rendah. Molekul gas ini berinteraksi antara satu sama lain, itulah sebabnya mereka tidak berkelakuan seperti gas ideal.
Jadual Perbandingan Antara Gas Ideal dan Gas Sebenar
| Parameter Perbandingan | Gas Ideal | Gas Sebenar |
| Definisi | Gas ideal mengikut semua undang-undang gas di bawah semua keadaan tekanan dan suhu. | Gas sebenar hanya mengikut undang-undang gas dalam keadaan di mana tekanan rendah dan suhu tinggi. |
| Pergerakan Molekul | Molekul dalam gas ideal bebas untuk bergerak dan tidak mengambil bahagian dalam interaksi antara zarah. | Molekul gas sebenar berlanggar antara satu sama lain dan tertakluk kepada interaksi antara zarah. |
| Jumlah Diduduki | Isipadu yang diduduki oleh gas ideal boleh diabaikan berbanding dengan jumlah isipadu. | Isipadu yang diduduki oleh gas nyata adalah besar jika dibandingkan dengan jumlah isipadu. |
| Tekanan | Gas ideal mempunyai tekanan tinggi. | Tekanan sebenar dalam gas sebenar adalah lebih rendah daripada tekanan gas ideal. |
| Pasukan hadir | Tiada daya tarikan antara molekul terdapat dalam gas ideal. | Daya yang terdapat dalam gas sebenar adalah sama ada menarik atau menolak. |
| Formula | Gas ideal mengikut formula; PV=nRT | Gas nyata mematuhi formula, (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT. |
Apakah Gas Ideal?
Terdiri daripada berbilang zarah yang bergerak secara rawak ke semua arah, gas Ideal ialah gas yang tidak tertakluk kepada interaksi antara zarah. Ia mematuhi undang-undang gas, serta persamaan keadaan. Dalam gas ideal, perlanggaran antara molekul adalah anjal sempurna; ini bermakna tiada kehilangan tenaga kinetik apabila perlanggaran berlaku.
Gas ideal tidak mempunyai sebarang daya tarikan antara molekul. Ia adalah gas hipotesis yang bermaksud ia tidak wujud dalam persekitaran. Model undang-undang gas ideal telah diterokai dalam Dinamik Newton dan juga dalam mekanik kuantum.
Secara teorinya boleh difahami bahawa gas ideal yang timbul daripada tekanan kinetik molekul gas. Molekul-molekul berlanggar dengan dinding bekas dengan mengikut undang-undang Newton. Difahamkan juga bahawa apabila tekanan gas ideal dikurangkan dalam proses pendikit, tidak akan ada perubahan yang diperhatikan dalam suhunya.
Gas ideal tidak terpeluwap kerana ia mempunyai isipadu yang boleh diabaikan. Ia juga tidak mempunyai titik tiga, iaitu titik di mana suhu dan tekanan fasa pepejal, cecair dan gas bagi bahan tulen boleh wujud bersama dalam keseimbangan. Gas ideal mematuhi formula PV=nRT.
Apakah Gas Sebenar?
Gas sebenar ialah gas yang mengikut undang-undang gas dalam keadaan tertentu. Mereka bukan gas ideal. Untuk gas sebenar wujud, tekanan harus rendah, dan suhu harus tinggi. Zarah gas bagi gas sebenar bergerak dan berinteraksi antara satu sama lain. Perlanggaran ini adalah tidak anjal, yang bermaksud terdapat sedikit kehilangan tenaga kinetik.
Molekul gas sebenar menduduki isipadu. Daya antara molekul dalam gas sebenar boleh sama ada menarik atau menjijikkan. Gas sebenar bukanlah hipotesis, yang bermaksud ia wujud di atmosfera. Terdapat berbilang model untuk menerangkan persamaan keadaan gas sebenar tetapi yang paling kerap digunakan ialah model Van Der Waal.
Isipadu gas nyata kekal tinggi pada tekanan tinggi berbanding dengan gas ideal. Juga, apabila tekanan gas sebenar dikurangkan dalam proses pendikit, suhu berkemungkinan sama ada meningkat atau menurun bergantung kepada sama ada Joule-Thompson adalah positif atau negatif.
Berbanding dengan gas Ideal, gas sebenar akan terpeluwap apabila ia disejukkan ke takat didihnya. Contoh umum gas nyata termasuk Oksigen, Nitrogen, Hidrogen, Karbon dioksida, dll. Formula yang dipatuhi oleh Gas Nyata ialah (P+(an2/V2))(V-nb)=nRT.
Perbezaan Utama Antara Gas Ideal dan Gas Sebenar
Kesimpulan
Gas ideal ialah gas yang perlanggaran antara semua molekul bersifat elastik, yang bermaksud ia tidak tertakluk kepada interaksi antara zarah. Gas ideal tidak wujud dalam realiti. Ia bersifat teori semata-mata. Konsep gas ideal membantu kita memahami undang-undang gas serta menganalisis mekanik statistik.
Gas sebenar ialah gas yang, dalam keadaan tekanan dan suhu piawai, tidak mematuhi undang-undang gas. Molekulnya berinteraksi antara satu sama lain, dan oleh itu yang sebenar tidak berkelakuan seperti gas ideal. Gas nyata mempunyai halaju, jisim, dan isipadu. Mereka cenderung cair apabila disejukkan ke takat didihnya.
Rujukan
- https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922
