El aire que nos rodea, los animales que nos rodean e incluso nuestro propio cuerpo están formados por moléculas y diversos gases. Estos gases son una parte esencial de nuestras vidas. Respiramos y emitimos gases cada segundo. Pero hay distintos tipos de gases. Algunos incluso son hipotéticos. La diferencia entre el gas ideal y el gas real nos ayuda a comprender mejor los gases.
Gas ideal vs gas real
La diferencia entre el gas ideal y el gas real es que el primero es un gas hipotético, mientras que el último existe en tiempo real. El gas ideal siempre obedece las leyes del gas, mientras que el gas real obedece esas leyes bajo ciertas condiciones. Los dos gases también difieren en términos del volumen que ocupan sus moléculas, la forma en que interactúan, etc.
El gas ideal es un gas teórico, lo que significa que no existe en la realidad. Obedece las leyes de los gases en todas las condiciones de presión y temperatura. Un gas ideal tiene múltiples partículas diminutas que se mueven aleatoriamente en todas las direcciones, ya que no están sujetas a la interacción entre partículas.
Por otro lado, el gas real está presente en el entorno que nos rodea. Los gases reales obedecen las leyes de los gases solo en condiciones de alta temperatura y baja presión. Las moléculas de estos gases interactúan entre sí, por lo que no se comportan como un gas ideal.
Tabla de comparación entre gas ideal y gas real
| Parámetros de comparación | Gas ideal | Gas real |
| Definición | Un gas ideal sigue todas las leyes de los gases en todas las condiciones de presión y temperatura. | Los gases reales solo siguen las leyes de los gases en condiciones en las que la presión es baja y la temperatura alta. |
| Movimiento de moléculas | Las moléculas de un gas ideal pueden moverse libremente y no participan en la interacción entre partículas. | Las moléculas de un gas real chocan entre sí y están sujetas a la interacción entre partículas. |
| Volumen ocupado | El volumen ocupado por un gas ideal es insignificante en comparación con el volumen total. | El volumen ocupado por un gas real es sustancial en comparación con el volumen total. |
| Presión | Un gas ideal tiene alta presión. | La presión real en un gas real es menor que la presión de un gas ideal. |
| Fuerzas presentes | En un gas ideal no hay fuerzas de atracción intermoleculares. | Las fuerzas presentes en un gas real son atractivas o repulsivas. |
| Fórmula | Un gas ideal sigue la fórmula; PV = nRT | Los gases reales obedecen a la fórmula, (P + (an2/ V2)) (V-nb) = nRT. |
¿Qué es el gas ideal?
Compuesto por múltiples partículas que se mueven aleatoriamente en todas las direcciones, el gas ideal es el que no está sujeto a la interacción entre partículas. Obedece las leyes de los gases, así como la ecuación de estado. En un gas ideal, las colisiones entre moléculas son perfectamente elásticas; esto significa que no hay pérdida de energía cinética cuando ocurre una colisión.
Un gas ideal no tiene fuerzas de atracción intermoleculares. Es un gas hipotético, lo que significa que no existe en el medio ambiente. El modelo de una ley de gas ideal se ha explorado tanto en dinámica newtoniana como en mecánica cuántica.
Teóricamente se puede entender que un gas ideal surge de la presión cinética de las moléculas de gas. Las moléculas chocan con las paredes de un recipiente siguiendo las leyes de Newton. También se entiende que cuando la presión de un gas ideal se reduce en un proceso de estrangulamiento, no se observarán cambios en su temperatura.
Un gas ideal no se condensa ya que tiene un volumen insignificante. También carece de un punto triple, que es un punto en el que la temperatura y la presión de las fases sólida, líquida y gaseosa de una sustancia pura pueden coexistir en equilibrio. Un gas ideal obedece a la fórmula PV = nRT.
¿Qué es Real Gas?
Los gases reales son aquellos gases que siguen las leyes de los gases en determinadas condiciones. No son los gases ideales. Para que existan gases reales, la presión debe ser baja y la temperatura debe ser alta. Las partículas gaseosas de gases reales se mueven e interactúan entre sí. Estas colisiones son inelásticas, lo que significa que hay alguna pérdida de energía cinética.
Las moléculas de gases reales ocupan volumen. Las fuerzas intermoleculares en un gas real pueden ser atractivas o repulsivas. Un gas real no es hipotético, lo que significa que existe en la atmósfera. Existen múltiples modelos para explicar la ecuación de estado de un gas real, pero el más utilizado es el modelo de Van Der Waal.
El volumen de un gas real permanece considerablemente alto a alta presión en comparación con un gas ideal. Además, cuando la presión de un gas real se reduce en un proceso de estrangulamiento, es probable que la temperatura aumente o disminuya dependiendo de si Joule-Thompson es positivo o negativo.
A diferencia del gas ideal, un gas real se condensará cuando se enfríe hasta su punto de ebullición. Los ejemplos comunes de gases reales incluyen oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono, etc. La fórmula obedecida por un gas real es (P + (an2 / V2)) (V-nb) = nRT.
Principales diferencias entre gas ideal y gas real
Conclusión
Un gas ideal es aquel en el que las colisiones entre todas las moléculas son de naturaleza elástica, lo que significa que no están sujetas a la interacción entre partículas. Un gas ideal no existe en realidad. Es de naturaleza puramente teórica. El concepto de gas ideal nos ayuda a comprender las leyes de los gases y a analizar la mecánica estadística.
Un gas real es aquel que, en condiciones de presión y temperatura estándar, no obedece las leyes de los gases. Sus moléculas interactúan entre sí, por lo que lo real no se comporta como un gas ideal. Un gas real tiene velocidad, masa y volumen. Tienden a licuarse cuando se enfrían hasta su punto de ebullición.
Referencias
- https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT1969/V001T01A071/231855
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.73.922
