Verkliga gaser: avvikelser från den ideala

termen "riktiga gas" bland kemister och fysiker kallas sådana gaser, egenskaper som är direkt beroende av deras molekylär interaktion.Även om alla specialiserade kataloger kan läsa att en mol av dessa ämnen under normala förhållanden och steady state upptar en volym av cirka 22,41108 liter.Detta uttalande är sant endast i fråga om de så kallade "ideala" gaser för vilka, enligt Clapeyrons ekvation, inte agerar krafter ömsesidig attraktion och repulsion av molekylerna, och tar den sista volymen är försumbart liten.

naturligtvis dessa ämnen inte finns, så att alla dessa argument och beräkningar är rent teoretisk inriktning.Men de verkliga gaser, som är i viss mån avviker från den ideala, fann hela tiden.Mellan molekylerna av dessa ämnen är alltid krafter ömsesidig attraktion, vilket innebär att deras värde skiljer sig något från den härledda perfekta modellen.Och alla verkliga gaser har olika grader av avvikelser från den ideala.

Men här kan spåras helt tydlig trend: ju högre kokpunkten för en substans nära noll grader Celsius, desto mer föreningen skiljer sig från den ideala modellen.Ekvationen av tillståndet hos en verklig gas, ägs av holländska fysikern Johannes Diederik van der Waals krafter, de dras tillbaka 1873.I denna formel, som har formen (p + N2A / V2) (V - nb) = nRT introducerade två mycket väsentliga ändringar i jämförelse med Clapeyrons ekvation (PV = nRT), bestämmas experimentellt.Den första tar hänsyn till krafter molekylär interaktion, vilket påverkar inte bara den typ av gas, utan även dess volym, täthet och tryck.Den andra ändringen bestäms av molekylvikt av ämnet.

viktigaste roll dessa justeringar blir en högtrycksgas.Till exempel för kväve vid 80 atmosfärer indikator.Beräkningarna kommer att skilja sig från den ideala av cirka fem procent, och med ökande tryck till fyra atmosfärer skillnad nådde redan hundra procent.Av detta följer att lagarna i den ideala gas modellen är mycket ungefärliga.Reträtt från dem är både kvantitativt och kvalitativt.De första yttrar sig i det faktum att Clapeyrons ekvation gäller för alla reella gaser är mycket ungefärliga.Retreat är en kvalitativ karaktär mycket djupare.

Real gaser kan mycket väl omvandlas till en vätska och, i fast aggregationstillstånd, vilket skulle vara omöjligt i deras strikt hålla sig till Clapeyrons ekvation.Intermolekylära krafter på sådana material leder till bildning av olika kemiska föreningar.Återigen är detta omöjligt i den teoretiska ideala gassystemet.De så bildade obligationer kallas kemiska eller valens.I det fall där den verkliga gasen joniseras, börjar den att synas Coulomb attraktionskrafter som bestämmer beteendet hos exempelvis plasma, vilket är en kvasi neutrala jonslag.Detta gäller särskilt med tanke på det faktum att plasmafysik är nu omfattande, snabbt växande vetenskaplig disciplin, som har en mycket bred tillämpning i astrofysik, teorin om radiovågor signaler, problemet med kontrollerad kärn och termonukleära reaktioner.

kemiska bindningar i reala gaser till sin natur skiljer sig inte från de molekylära krafter.Och de och andra i det långa loppet minska den elektriska samverkan mellan elementära laddningar, som alla byggt atom- och molekylstrukturen av materia.Men, möjliggjort en fullständig förståelse av de molekylära och kemiska krafter endast med framväxten av kvantmekanik.

Vi måste erkänna att inte alla tillstånd av materia som är kompatibel med ekvationen för den holländska fysiker, kan genomföras i praktiken.Detta kräver också en faktor av deras termodynamisk stabilitet.En av de viktigaste förutsättningarna för stabilitet ämnet är sådan att trycket i den isoterma ekvationen måste följas noggrant tendens att minska hela kroppen.Med andra ord, med ökande värden på v alla isotermerna hos en verklig gas har stadigt sjunkande.Under tiden i isotermiska tomter Van der Waals-krafter under den kritiska nivån av temperaturen klättring områden.Punkterna i dessa zoner motsvarar den instabila tillstånd av ämnet, vilket i praktiken inte kan realiseras.