Real gassen: afwijking van idealiteit

De term "werkelijke gassen" onder natuur- en scheikundigen genoemd gassen eigenschappen die direct afhankelijk van hun intermoleculaire interacties. Hoewel gespecialiseerde directory kan worden gelezen dat een mol van de stoffen die onder normale omstandigheden en stationaire toestand heeft een volume van ongeveer 22,41108 liter. Deze uitspraak geldt alleen voor zogenaamde "ideaal" gassen die volgens Clapeyron, niet werkende kracht van wederzijdse aantrekking en afstoting van de moleculen en het volume ingenomen door deze verwaarloosbaar klein.

Natuurlijk zijn deze stoffen niet bestaan, zodat al deze argumenten en berekeningen zuiver theoretische achtergrond. Maar de echte gassen, die tot op zekere hoogte afwijken van de ideale wetten zijn zeer frequent. Tussen de moleculen van deze stoffen altijd aanwezig werking wederzijdse aantrekking, wat betekent dat het volume enigszins verschilt van de afgeleide perfect model. Bovendien, alle reële gassen verschillende mate van afwijking van idealiteit.

Maar hier is getraceerd geheel duidelijke tendens: hoe hoger kookpunt stof dicht bij nul graden Celsius, hoe meer de verbinding verschillen van het ideale model. De vergelijking van de staat van de reële gassen in handen van de Nederlandse natuurkundige Johannes Diederik van der Waals krachten, werden zij in 1873 ingetrokken. In deze formule, waarbij de vorm (p + ⁿ² a / ^V2) heeft (V - nb) = nRT , toegediend twee zeer belangrijke wijzigingen ten opzichte Clapeyron (PV = nRT) experimenteel bepaald. De eerste houdt rekening met de krachten van moleculaire interacties, die niet alleen het soort gas, maar ook het volume, de dichtheid en de druk beïnvloedt. De tweede correctie wordt bepaald door het molecuulgewicht van de stof.

De belangrijkste rol aanpassingen te verwerven gegevens op een hoge druk gas. Bijvoorbeeld voor stikstof bij 80 atm exponent. berekeningen zal verschillen van het ideaal zijn met ongeveer vijf procent, terwijl de druk toeneemt tot vier sferen verschil al honderd procent bereikt. Hieruit volgt dat de wetten van het ideale gas model zijn bij benadering. Afwijking van hen is zowel kwantitatief als kwalitatief. De eerste manifesteert zich in het feit dat de Clapeyron geldt voor alle reële gasvormige zeer ruw. Retreat is kwalitatief veel dieper.

Real gassen kunnen ook worden omgezet in vloeibare en vaste aggregatietoestand, die onmogelijk zou zijn in hun strikte naleving van het Clapeyron. Intermoleculaire krachten die op dergelijke materialen leidt tot de vorming van verschillende chemische verbindingen. Dit kan weer niet in het theoretische ideale gassysteem. De aldus gevormde communicatie genoemd chemisch of valentie. In het geval dat de werkelijke gas wordt geïoniseerd, daar beginnen Coulomb aantrekkingskrachten die het gedrag van bijvoorbeeld een plasma, dat een quasi neutrale ionische determineren weergegeven. Dit geldt vooral gezien het feit dat de plasma physics tegenwoordig een grote, snel groeiende wetenschappelijke richting, die een zeer brede toepassing in astrofysica, de theorie van radiogolfsignalen, en het probleem van beheerste nucleaire heeft fusiereacties.

Chemische bindingen in real gassen door hun aard niet verschillen van de moleculaire krachten. Deze en andere grotendeels gereduceerd tot de elektrische interactie tussen de atomaire ladingen, die zijn opgebouwd atomaire en moleculaire structuur van de stof. Echter, een volledig begrip van de moleculaire en chemische krachten was alleen mogelijk met de opkomst van de kwantummechanica.

We moeten toegeven dat niet elke toestand van materie die compatibel zijn met de vergelijking van de Nederlandse natuurkundige is, in de praktijk kan worden uitgevoerd. Dit vereist ook een factor van hun thermodynamische stabiliteit. Een van de belangrijke aandoeningen stabiliteit middelen is dat in de isothermische druk vergelijking strikt worden nageleefd neiging de totale lichaam. Met andere woorden, met toenemende waarden van V alle isothermen van een echt gas moet gestaag dalen. Ondertussen op de isothermische diagram Van der Waals krachten onder de kritische temperatuurniveau van de stijgende delen worden waargenomen. De punten in deze zones corresponderen met de onstabiele toestand van de stof, die in de praktijk niet te realiseren.