Diferencia clave: constante de gas universal frente a constante de gas característica
La fase gaseosa es una de las tres fases principales en las que puede existir la materia. Es el estado más comprimible de los tres estados de la materia. Solo 11 elementos de otros elementos existen como gases en condiciones normales. Sin embargo, la “ley de los gases ideales” nos da una ecuación que puede usarse para explicar el comportamiento de un gas normal. Tiene una constante de proporcionalidad que se llama constante universal de los gases y cuando se aplica a un gas real, esta constante se usa con una modificación. Entonces se llama constante característica de los gases. La diferencia clave entre la constante de gas universal y la constante de gas característica es que la constante de gas universal solo se aplica a los gases ideales, mientras que la constante de gas característica se aplica a los gases reales.
¿Qué es la constante universal de gas?
Las moléculas de gas son capaces de moverse libremente por todo el espacio ya que son moléculas muy ligeras. Las fuerzas entre las moléculas de gas son fuerzas de atracción débiles de Van Der Waal. Sin embargo, para explicar el comportamiento de un gas, los científicos han derivado teorías utilizando un gas hipotético conocido como gas ideal. También han derivado una ley con respecto a este gas ideal, que se conoce como la ley de los gases ideales.
Primero, debemos saber qué significa un gas ideal. Es un gas hipotético que mostraría las siguientes propiedades si fuera un gas real. Estas son solo suposiciones.
- Un gas ideal está compuesto por un gran número de pequeñas moléculas de gas.
- El volumen de esas moléculas de gas es insignificante.
- No hay atracciones entre las moléculas de gas.
- El movimiento de estas moléculas de gas obedece la ley de movimiento de Newton.
- Las colisiones de moléculas son completamente elásticas.
Al observar estas propiedades, es comprensible que ninguno de los gases reales sea ideal.
¿Qué es la ley de los gases ideales?
La ley de los gases ideales indica el estado de un gas ideal y se explica mediante una ecuación de la siguiente manera.
PV=nRT
P – Presión del gas ideal
V – Volumen del gas ideal
n – Número de moles del gas ideal (cantidad de sustancia)
T – Temperatura
El término R aquí es la constante universal de los gases. El valor de R se puede calcular considerando la temperatura y la presión estándar, que son 00C y 1 atm de presión. Esto da un valor para la constante universal de los gases de 0,082057 L/(K.mol).
¿Qué es la constante característica del gas?
Al aplicar la ecuación de gas ideal para gases normales, la ecuación anterior requiere modificación porque ninguno de los gases reales se comporta como un gas ideal. Por lo tanto, allí se usa la constante de gas característica, en lugar de la constante de gas universal. Las propiedades de los gases reales que son diferentes de un gas ideal se pueden enumerar a continuación.
- Los gases reales se componen de moléculas grandes distinguibles en comparación con los gases ideales.
- Estas moléculas de gas tienen cierto volumen.
- Hay fuerzas débiles de Van Der Waal entre las moléculas de gas.
- Las colisiones no son completamente elásticas.
Por lo tanto, la ley de los gases ideales no se puede aplicar directamente a un gas real. Así, se hace una simple modificación; la constante universal de los gases se divide por la masa molar del gas antes de aplicarla en la ecuación. Se puede mostrar de la siguiente manera.
Respecífico=R/M
Respecífico –Constante característica del gas
R – Constante de gas universal
M – Masa molar del gas
Esto se puede usar incluso para una mezcla de gases. Luego, la constante R debe dividirse por la masa molar de la mezcla de gases. Esta constante de gas característica también se conoce como constante de gas específica porque su valor depende del gas o de la mezcla de gases.
Figura 01: Gas ideal frente a gas real
¿Cuál es la diferencia entre la constante de gas universal y la constante de gas característica?
Constante de gas universal frente a constante de gas característica |
|
| La constante universal de los gases solo se aplica a un gas ideal. | La constante característica del gas se aplica a un gas real. |
| Cálculo | |
| La constante universal de los gases se calcula utilizando valores estándar de temperatura y presión (STP). | La constante característica del gas se calcula con valores STP junto con la masa molar del gas real. |
| Relación con el gas | |
| La constante universal de los gases es independiente del gas tomado. | La constante característica del gas depende del gas. |
| Valor | |
| El valor de la constante universal de los gases es 0.082057 L/(K.mol). | El valor de la constante característica del gas siempre dependerá del gas. |
Resumen: constante de gas universal frente a constante de gas característica
Un gas ideal es un gas hipotético que se supone que tiene propiedades muy diferentes a las de un gas real. La ley de los gases ideales se forma para explicar el comportamiento de un gas ideal. Sin embargo, al usar esta constante en gases reales, debe modificarse aplicando una constante de gas característica distinta de la constante de gas universal. Esto se debe a que ninguno de los gases reales se comporta como un gas ideal. La principal diferencia entre la constante de gas universal y la constante de gas característica es que la constante de gas universal se aplica solo a los gases ideales, mientras que la constante de gas característica se aplica a los gases reales.
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