理想気体・実在気体

Question

こんばんは。
気体の分子量測定の実験を行い、レポートを書いています。
課題の考察でブタンは理想気体なのか？という質問をされました。
分子量の計算の時だけブタンを理想気体として考えているだけで、ブタンは実在気体と考えて良いのでしょうか？
よろしくお願い致します。

dgdsdhk · Accepted Answer

学生実験の課題ということでしょうか？
とすると、考察としては、

理想気体の状態方程式と実在気体の状態方程式（ファンデルワールス式で十分だと思いますが）の比較をするくらいでいいんじゃないでしょうか？

（Ｐ＋ａ／Ｖ２乗）（Ｖ－ｂ）＝ｎＲＴ
ここで、ａ、ｂは分子によって異なる定数で、ブタンくらいのメジャーな物質なら化工便覧に載ってると思います。

もし、ａｂがわからないようであれば、対応状態原理↓

Ｐγ＋３／Ｖγ２乗）（Ｖγー１／３）＝ｎＲＴγ
Ｐγ＝Ｐ／Ｐｃ、Ｐｃ＝臨界圧力。Ｖγ、Ｔγも同様。

を用いて、実在気体の考察を試みるといいと思います。
臨界値は絶対に化工便覧に載っています。

ちなみに、分子が小さい、高温、低圧の条件ほど、分子は理想気体の状態方程式に当てはまる挙動を示します。

YomTM · Answer

理想気体と同じ振る舞いする気体は、存在しません。言い換えれば、すべての気体は実在気体です。

　「分子量の計算の時だけブタンを理想気体として考えて良い」かどうかは、「理想気体の状態方程式で近似していいか」と言い換えられますが、その物質の特性や、どこまで近似レベルを求めるかによります。
　ただし、それでは質問者の方は納得いかないと思いますので、付言しますと、ブタンには官能基がなく、孤立電子対も電荷の偏りもないので、レポート上では、それらの理由を付した上で、理想気体と扱ってよいと推測されます。

w-palace · Answer

どういう実験を行ったか、あるいはその結果はどうであったかによって答えは違います。
単に理想気体かそうでないかと言われれば、「理想気体ではない」と言うことになりますが、課題の意味は、理想気体として予想される結果と、実際の実験の結果を比較しなさいということでしょう。
もしも、それに該当する実験をしていないと言うことであれば、実際のブタンの性質を調べて答えることになります。たとえば、圧力を高くしたり、温度を下げれば、ブタンは比較的容易に液化します。これは理想気体ではないことを意味します。

いずれにせよ、質問（課題の考察の意味）が曖昧であり、どう言った文脈で答えれば良いかは、ご質問内容からだけでは判断できません。

c80s3xxx · Answer

哲学的ですが，実在しているからには「実在気体」なのは間違いありません．
ここで問題なのは，理想気体と実在気体では必ずなにがしかの挙動の違いがあるということです．その違いがどういうことに基づくのかという一般論と，今回の実験ではそれを考慮すべきなのか，実際には理想気体とみなして計算しているようですが，その計算結果にどのような影響が出てくるのか，というようなことを考えろ，と言っているのでしょう．

理想気体・実在気体

学生実験の課題ということでしょうか？

理想気体と同じ振る舞いする気体は、存在しません。

どういう実験を行ったか、あるいはその結果はどうであったかによって答えは違います。

哲学的ですが，実在しているからには「実在気体」なのは間違いありません．

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　理想気体と同じ振る舞いする気体は、存在しません。