Gas sebenar: penyimpangan dari idealistis

Istilah "gas sebenar" di kalangan ahli kimia dan ahli fizik dipanggil gas harta tersebut yang secara langsung bergantung kepada interaksi antara molekul mereka. Walaupun mana-mana direktori khusus boleh membaca bahawa satu mol bahan-bahan di bawah keadaan biasa dan keadaan mantap menduduki jumlah anggaran 22,41108 liter. Kenyataan ini adalah benar hanya untuk apa yang dikenali sebagai gas "ideal" yang mana, mengikut persamaan Clapeyron, tidak bertindak daya tarikan bersama dan tolakan molekul, dan jumlah yang diduduki oleh yang kedua adalah kecil dan boleh diabaikan.

Sudah tentu, bahan-bahan ini tidak wujud, jadi semua hujah-hujah ini dan pengiraan adalah orientasi teori semata-mata. Namun gas yang sebenar, iaitu untuk beberapa menyimpang takat daripada undang-undang yang ideal adalah sangat kerap. Antara molekul bahan ini sentiasa berkuatkuasa semasa tarikan bersama, yang bermaksud bahawa jumlah mereka adalah sedikit berbeza daripada model sempurna yang disimpulkan. Selain itu, semua gas nyata mempunyai pelbagai peringkat penyimpangan dari idealistis.

Tetapi di sini ia dikesan kecenderungan sepenuhnya jelas: semakin tinggi takat didih bahan hampir sifar darjah centigrade, kompaun yang lebih akan berbeza dari model yang ideal. Persamaan keadaan gas sebenar yang dimiliki oleh ahli fizik Belanda Johannes Diederik van der Waals, mereka telah ditarik balik pada tahun 1873. Dalam formula ini, yang mempunyai bentuk (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = nRT , ditadbir dua pindaan yang sangat besar berbanding dengan Clapeyron persamaan (pV = nRT), ditentukan secara uji kaji. Yang pertama mengambil kira kuasa-kuasa interaksi molekul, yang memberi kesan bukan sahaja jenis gas, tetapi juga isipadu, ketumpatan dan tekanan. Pembetulan kedua ditentukan oleh berat molekul bahan.

Pelarasan peranan paling penting memperoleh data pada gas tekanan yang tinggi. Sebagai contoh, untuk nitrogen pada 80 atmosfera eksponen. pengiraan akan berbeza dari ideal dengan kira-kira lima peratus, manakala tekanan bertambah dengan perbezaan empat atmosfera telah mencapai seratus peratus. Ia mengikuti bahawa undang-undang model gas unggul adalah anggaran. Mengurangkan kuasa mereka adalah kedua-dua kuantitatif dan kualitatif. Pertama menyatakan dirinya dalam fakta bahawa persamaan Clapeyron yang berlaku untuk semua gas sebenar sangat kasar. Retreat adalah kualitatif lebih mendalam.

gas sebenar mungkin akan berubah dalam cecair dan pepejal negeri pengagregatan, yang akan menjadi mustahil dalam pematuhan ketat kepada persamaan Clapeyron itu. daya antara molekul yang bertindak ke atas bahan-bahan tersebut membawa kepada pembentukan pelbagai sebatian kimia. Ini sekali lagi tidak boleh berada dalam sistem gas ideal teori. Komunikasi yang terbentuk dipanggil kimia atau valens. Dalam kes di mana sebenar gas terion, di dalamnya mula muncul kuasa tarikan Coulomb yang menentukan tingkah laku, misalnya, plasma, yang merupakan seakan spesies neutral ionik. Hal ini terutama berlaku dalam cahaya hakikat bahawa fizik plasma hari ini adalah luas, pesat membangun disiplin saintifik, yang mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam bidang astrofizik, teori isyarat gelombang radio, dan masalah nuklear dikawal tindak balas pelakuran.

ikatan kimia dalam gas sebenar oleh sifat mereka tidak berbeza daripada kuasa-kuasa molekul. Orang-orang dan lain sebahagian besarnya dikurangkan kepada interaksi elektrik antara caj atom, semuanya yang akan dibina struktur atom dan molekul bahan. Walau bagaimanapun, pemahaman yang lengkap daya molekul dan kimia adalah mungkin hanya dengan kemunculan mekanik kuantum.

Kita perlu akui bahawa tidak setiap keadaan jirim yang serasi dengan persamaan fizik Belanda, boleh dilaksanakan dalam amalan. Ini juga memerlukan faktor kestabilan termodinamik mereka. Salah satu syarat penting ejen kestabilan tersebut adalah bahawa dalam persamaan tekanan sesuhu mesti dipatuhi dengan ketat kecenderungan untuk mengurangkan jumlah badan. Dalam erti kata lain, dengan peningkatan nilai V semua sesuhu gas sebenar jatuh dengan mantap. Sementara itu, pada carta sesuhu Van der Waals di bawah paras suhu kritikal bahagian yang meningkat adalah dipatuhi. Mata dalam zon ini sesuai dengan keadaan yang tidak stabil bahan itu, yang dalam amalan tidak dapat direalisasikan.