Reelle gasser: avvik fra ideality

Uttrykket "ekte gasser" blant kjemikere og fysikere kalt gasser slike egenskaper som er direkte avhengig av deres intermolekylære interaksjoner. Selv om noe, spesial katalogen kan lese at et mol av de stoffer som under normale forhold og den stabile tilstand opptar et volum på ca. 22,41108 liter. Dette utsagnet gjelder bare for såkalte "ideelle" gasser for hvilke, i henhold til ligning Clapeyrons, ikke virkende kraft av gjensidig tiltrekning og frastøtning av molekylene, og volumet som opptas av det sistnevnte er neglisjerbar liten.

Selvfølgelig trenger disse stoffene ikke eksisterer, så alle disse argumenter og beregningene er rent teoretisk orientering. Men den virkelige gasser, som er til en viss grad avviker fra de ideelle lovene er svært hyppige. Mellom molekylene av disse stoffene er alltid til stede kraft av gjensidig tiltrekning, noe som betyr at deres volum er litt forskjellig fra den utledede perfekt modell. Videre er alle reelle gasser som har varierende grad av avvik fra ideality.

Men her spores det helt klar tendens: jo høyere kokepunkt stoffet nær null grader, jo mer den forbindelsen variere fra den ideelle modellen. Tilstandsligningen av reelle gasser som eies av den nederlandske fysikeren Johannes Diederik van der Waals krefter, ble de trukket tilbake i 1873. I denne formel, som har formen (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = nRT , administrert to meget vesentlige endringer i sammenligning med Clapeyrons ligning (PV = nRT), bestemmes eksperimentelt. Den første som tar hensyn til de krefter molekylær interaksjon, som påvirker ikke bare den type gass, men også dens volum, tetthet og trykk. Den andre korreksjons bestemmes av molekylvekten av stoffet.

De viktigste rolle justeringer innsamle data ved en høytrykksgass. For eksempel, for nitrogen ved 80 atmosfærer eksponent. beregninger vil være forskjellig fra den ideelle med omtrent fem prosent, mens trykket økes til trykket fire atmosfærer forskjell allerede nådd ett hundre prosent. Det følger at lovene i ideell gass modellen er omtrentlige. Unntak fra dem er både kvantitative og kvalitative. Den første manifesterer seg i det faktum at Clapeyrons ligningen holder for alle reelle gass veldig grovt. Retreat er kvalitativt mye dypere.

Virkelige gasser kan også omdannes i flytende og fast tilstand av aggregering, noe som ville være umulig i sin streng overholdelse av Clapeyrons ligning. Intermolekylære krefter som virker på slike materialer kan føre til dannelse av forskjellige kjemiske forbindelser. Dette igjen ikke kan være i teoretisk ideell gass system. De således dannede kommunikasjon kalles kjemisk eller valens. I det tilfelle hvor den virkelige gass er ionisert, deri begynner å vises Coulomb tiltrekningskreftene som bestemmer oppførselen til, for eksempel, plasma, noe som er en kvasi nøytrale ionearter. Dette er spesielt sant i lys av det faktum at plasmafysikk i dag er en stor, rask utvikling vitenskapsgren, som har en meget bred anvendelse i astro, teorien om radiobølgesignaler, og problemet med kontrollerte kjernefusjonsreaksjoner.

Kjemiske bindinger i reelle gasser etter sin natur ikke er forskjellige fra de molekylære krefter. Disse og andre stort sett reduseres til det elektriske vekselvirkning mellom de atomære ladninger, som alle er konstruert atomære og molekylære struktur av stoffet. Men en fullstendig forståelse av molekylære og kjemiske krefter var bare mulig med fremveksten av kvantemekanikken.

Vi må innrømme at ikke alle tilstand av materie som er kompatibel med ligningen for den nederlandske fysikeren, kan implementeres i praksis. Dette krever også en faktor av sin termodynamiske stabilitet. En av de viktige betingelser slik stabilitetsmidler er at i det isotermiske trykklikning må overholdes nøye en tendens til å redusere det totale legeme. Med andre ord, med økende verdier av V alle isotermene av en reell gass bør falle jevnt og trutt. I mellomtiden er på den isotermiske diagrammet Van der Waals krefter under den kritiske temperaturnivået av de stigende deler observeres. Punktene i disse sonene svarer til den ustabile tilstand av stoffet, som i praksis ikke lar seg realisere.