Gaz rzeczywisty

Gaz rzeczywisty

Gaz rzeczywisty to termin termodynamiczny odnoszący się do gazów, które nie zachowują się idealnie zgodnie z prawami gazu doskonałego. W praktyce wszystkie gazy w rzeczywistości są gazami rzeczywistymi, choć w wielu warunkach można je przybliżać jako gazy doskonałe. Przybliżenie to staje się niewłaściwe w ekstremalnych warunkach lub gdy wymagane są precyzyjne obliczenia.

Gaz rzeczywisty można opisać równaniem van der Waalsa, które uwzględnia objętości cząsteczek i oddziaływania między nimi. Jednak w skrajnych warunkach nawet to równanie może nie być wystarczające.

Współczynnik ściśliwości

Współczynnik ściśliwości $Z$ jest miarą różnicy w zachowaniu gazu rzeczywistego w porównaniu do gazu doskonałego. Jest obliczany według wzoru:

$Z\; =\; \backslash frac\{pV\_m\}\{RT\},$
gdzie:

• $p$ – ciśnienie gazu,
• $V\_m\; =\; \backslash frac\{V\}\{n\}$ – objętość molowa, gdzie $V$ to objętość, a $n$ to liczba moli,
• $R$ – uniwersalna stała gazowa,
• $T$ – temperatura bezwzględna.

Dla gazu doskonałego współczynnik $Z$ wynosi zawsze 1. W przypadku gazów rzeczywistych $Z$ może odbiegać od jedności, a w skrajnych warunkach (np. bardzo niskie ciśnienie) $Z\backslash to\; 0$. Wartość $Z=1$ nie oznacza jednak, że gaz ma takie same właściwości jak gaz doskonały, ponieważ wiele właściwości zależy od innych wielkości fizycznych.

Współczynnik ściśliwości jest bezwymiarowy i niezależny od układu jednostek, co czyni go użytecznym narzędziem do określenia, jak dany gaz odbiega od zachowania gazu doskonałego.