Real gases: paglihis mula katamaan

Ang terminong "real gases" kasama ng mga chemists at physicists tinatawag gases tulad properties na kung saan ay direktang nakasalalay sa kanilang intermolecular pakikipag-ugnayan. Kahit anumang specialized directory maaaring basahin na ang isa taling ng mga sangkap sa ilalim ng normal na kondisyon at ang matatag na estado sumasakop sa isang lakas ng tunog ng humigit-kumulang 22.41108 litro. Ang pahayag na ito ay totoo lamang para sa mga tinatawag na "ideal" gases kung saan, ayon sa Clapeyron equation, hindi kumikilos na puwersa ng mutual akit at pagtanggi ng mga molecule, at ang lakas ng tunog inookupahan ng sa huli ay negligibly maliit.

Of course, ang mga sangkap ay hindi umiiral, kaya ang lahat ng mga argumento at mga kalkulasyon ay pulos panteorya orientation. Ngunit ang tunay na mga gas, na kung saan ay sa ilang mga lawak lumihis mula sa ideal na mga batas ay masyadong madalas. Sa pagitan ng mga molecule ng mga sangkap ay laging naroroon puwersa ng mutual attraction, na nangangahulugan na ang kanilang lakas ng tunog ay bahagyang naiiba mula sa deduced perpektong modelo. Dagdag pa rito, ang lahat ng mga tunay na mga gas ay may iba't ibang grado ng paglihis mula sa katamaan.

Pero eto traced ganap na malinaw ugali: mas mataas na simula ng pagkulo sangkap malapit sa zero degrees tsentigreit, mas sa compound ay mag-iiba mula sa mga ideal na modelo. Ang equation ng estado ng mga tunay na mga gas pag-aari ng Dutch pisisista Johannes Diederik van der Waals pwersa, sila ay withdraw noong 1873. Sa ganitong formula, na kung saan ay ang form (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = nRT , pinangangasiwaan ng dalawang napaka-makabuluhang susog sa paghahambing sa Clapeyron equation (PV = nRT), natukoy pagtuklas. Ang unang isa ay tumatagal sa account sa mga puwersa ng molecular pakikipag-ugnayan, na nakakaapekto hindi lamang ang uri ng gas, ngunit din sa kanyang lakas ng tunog, density at presyon. Ang ikalawang pagwawasto ay natutukoy sa pamamagitan ng molekular timbang ng mga sangkap.

Ang pinaka-mahalagang papel na ginagampanan ng mga pagsasaayos kumuha ng data sa isang mataas na presyon ng gas. Halimbawa, para sa nitrogen sa 80 atmospheres exponent. kalkulasyon ay naiiba mula sa mga ideal pamamagitan ng tungkol sa limang porsyento, habang ang pagtaas ng presyon sa apat na atmospheres pagkakaiba nakaabot na isang daang porsyento. Sinusunod nito na ang mga batas ng ideal model gas ay mga pagtatantya. Paghamak mula sa mga ito ay parehong dami at ng husay. Ang unang manifests mismo sa ang katunayan na ang Clapeyron equation humahawak para sa lahat ng tunay na puno ng gas very humigit-kumulang. Retreat ay mapaghambing magkano ang mas malalim.

Real gases ay maaaring maayos ay transformed sa likido at solid estado ng pagsasama-sama, na kung saan ay magiging imposible sa kanilang mahigpit na pagsunod sa Clapeyron equation. Intermolecular puwersa na kumikilos sa naturang mga materyales humantong sa pagbuo ng iba't-ibang mga chemical compounds. Ito muli ay hindi maaaring maging sa panteorya ideal na sistema ng gas. Ang kaya nabuo komunikasyon na tinatawag na kemikal o valence. Sa kaso kung saan ang tunay na gas ay magkaroon ng ion, sa ganyang bagay magsisimulang lumitaw Coulomb pagkahumaling pwersa na matukoy ang pag-uugali ng, hal, plasma, na kung saan ay isang quasi neutral ionic species. Ito ay lalong totoo sa liwanag ng katotohanan na ang plasma physics ngayon ay isang malawak, mabilis na umuunlad na pang-agham disiplina, kung saan ay may isang lubhang malawak na aplikasyon sa astrophysics, ang teorya ng radio wave signal, at ang mga problema ng mga kinokontrol na nuclear fusion reaksyon.

Kemikal na bono sa real gases sa pamamagitan ng kanilang likas na katangian ay hindi-iba mula sa molecular pwersa. Yaong at iba pang higit sa lahat nabawasan hanggang sa mga de-koryenteng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng atomic singil, ang lahat ng mga ito ay constructed atomic at molekular istraktura ng mga sangkap. Gayunman, ang isang kumpletong pag-unawa ng molekular at chemical mga pwersa ay posible lamang sa pamamagitan ng paglitaw ng quantum mechanics.

Mayroon kaming upang umamin na hindi lahat ng estado ng matter na katugma sa mga equation ng Dutch pisisista, ay maaring ipatupad sa kasanayan. Ito ay nangangailangan din ng isang kadahilanan ng kanilang thermodynamic katatagan. Isa sa mga mahalagang kondisyon tulad ng katatagan ahente ay na sa isothermal presyon ng equation ay dapat na mahigpit na sinusunod ng isang ugali upang mabawasan ang kabuuang katawan. Sa ibang salita, na may pagtaas ng mga halaga ng V lahat ng isotherms ng isang tunay na gas ay dapat mahulog steadily. Samantala, sa tsart isothermal Van der Waals pwersa sa ibaba ang mga kritikal na temperatura antas ng tumataas na mga bahagi ay na-obserbahan. Ang mga puntos sa mga zone ay tumutugma sa mga hindi matatag na katayuan ng mga sangkap, na sa pagsasanay ay hindi maaaring natanto.