11.実在気体         (難易度:⭐️)

目次

  1. 実在気体の定義
  2. 実在気体の性質
  3. 理想気体と実在気体の違い

 

 

前回の単元では、「状態方程式」や「理想気体」

について勉強しました。

これらに対してこの単元では

実在気体

というものを学んでいきましょう!!

 

 

1.実在気体の定義

まず、最初に「実在気体」の定義を見てみましょう。

実在気体

実際に存在する気体

。。。。それだけ笑

と思った方も多いと思います。

 

でも、言葉の意味はそのままですね!

実在気体=実在する気体 です!

この言葉はこれからの単元でたくさん出てくるので

ここで完全に覚えてしましましょう!

 

2.実在気体の性質

 

このようなとても簡単な定義の「実在気体」の性質を見てみましょう。

「低い温度、高い圧力の環境では、理想気体の振る舞いから大きくずれる」

 

なんで、理想気体と実在気体の二つを考えるの?

ズバリ、なにが起こるかわかりやすくなるから!

 

物理学というのは、実際のものを直接考えずに

そのものをもっとわかりやすいものに

置き換えて考えるということを

さまざまな分野でやります。

実在気体の、簡単版が理想気体なのです。

 

3.実在気体と理想気体の違い

では、具体的に実在気体と理想気体はなにが異なるのでしょうか?

ここで、「圧縮率因子」というものを紹介します。

圧縮率因子

実在気体と理想気体がどれくらい違うのかを表す量

圧縮率因子を\(Z\)とすると、

$$Z= \frac{pV}{RT}$$

\(p\):気体の圧力

\(V\):気体の体積

\(R\):気体定数

\(T\):気体の温度

 

ほんとなんだよこれ?って思いますよね。笑

物理嫌いな友達はこの単語が出た瞬間授業を抜けて帰ったぐらいです笑

 

この、圧縮率因子について少し説明します。

ここで、ボイル・シャルルの法則について思い出してみましょう。

ボイル・シャルルの法則は

$$ p=a \frac{T}{V}(a:定数)$$

という式の形をしていて、

理想気体は、常にボイル・シャルルの法則を満たすので、

この圧縮率因子\(Z\)は、常に定数になります。

これに対して、実在気体の場合は気体分子の体積や分子間力の影響で\(Z\)の

値はある決まった値からずれてしまいます。

そして、その値がどれくらいずれているのかを見れば、

その実在気体が理想気体からずれているのかがわかるのです!!

まとめ

 

圧縮率因子:実在気体と理想気体がどれくらい違うのかを表す量

\(Z= \frac{pV}{RT}\)

この単元は以上です!お疲れ様でした!

 

次の単元から、この圧縮率因子\(Z\)が「低圧と高圧」、「低温と高温」では

どのように値が変化いていくのかをみていきます!!

それではみなさん良い1日を!!

 

 

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