Real gassen: ôfwiking fan ideality

De term "echte gassen" tusken Chemists en natuerkundigen neamd gassen sokke eigenskippen dat direkt ôfhinklik fan harren intermolecular ynteraksjes. Hoewol't eltse spesjalisearre directory kin lêzen wurde dat ien mol fan de stoffen ûnder normale omstannichheden en it fêst steat nimt in folume fan ûngefear 22,41108 liter. Dizze útspraak jildt allinnich foar saneamde "ideale" gassen foar dêr't, neffens de Boer fergeliking, net waarnimmend krêft fan de ûnderlinge oanlûkingskrêft en ôfstjitting fan de molekulen, en it folume beset troch de lêste is negligibly lyts.

Fansels, dy stoffen net bestean, dus al dy arguminten en berekkeningen binne suvere teoretyske oriïntaasje. Mar de echte gassen, dy't foar in part ôfwike fan de ideale wetten binne tige frekwint. Tusken de molekulen fan dy stoffen binne altyd oanwêzich krêft fan wjersidige attraksje, dat betsjut dat har folume is wat oars as de lieden perfekte model. Boppedat, al echte gassen hawwe wikseljend ôfwiking fan ideality.

Mar hjir is it traced hielendal dúdlik oanstriid: de hegere siedpunt ynfolling tichtby nul graden centigrade, hoe mear de ferbining sil fariearje fan it ideale model. De fergeliking fan de steat fan echte gassen yn hannen fan de Nederlânske natuerkundige Johannes Diederik van der Waals troepen, hja waarden ynlutsen yn 1873. Yn dizze formule, dat hat de foarm (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = NRT , administered twa hiel substansjele amendeminten yn ferliking mei de Boer fergeliking (PV = NRT), fêststeld bearjendewei. De earste men wurdt rekken hâlden mei de troepen fan de molekulêre ynteraksje, dat treft net allinnich it type fan gas, mar ek syn folume, tichtheid en druk. De twadde korreksje wurdt bepaald troch de molekulêre gewicht fan it stof.

De meast wichtige rol oanpassings winne gegevens op in hege druk gas. Bygelyks, om stikstof op 80 atmospheres eksponint. berekkeningen sil dit itselde as it ideaal troch likernôch fiif prosint, wylst de druk tanimt oant fjouwer atmospheres ferskil al berikt ien hûndert prosint. It folget dat de wetten fan 'e ideale gas model binne approximate. Ôfwiking fan harren is sawol kwantitatyf en kwalitatyf. De earste uteret him yn it feit dat de Boer fergeliking hâldt foar alle echte gasfoarmige hiel rûchwei. Ôftocht is kwalitatyf folle djipper.

Echte gassen meie wol wurde omfoarme yn floeibere en fêste tastân fan aggregation, dat soe wêze ûnmooglik yn harren strang fêsthâlden oan de Boer fergeliking. Intermolecular troepen docht op sokke materialen liede ta de foarming fan ferskate gemyske ferbiningen. Dit nochris kin net wêze yn 'e teoretyske ideaal gas systeem. De sa foarme meidielings neamd gemyske of Valence. Yn it gefal dêr't it echte gas wurdt ionized, dêryn begjinne te ferskinen Coulomb attraksje troepen dy't bepale it gedrach fan, bygelyks, in plasma, dat is in quasi neutraal ioanyske soarten. Dat jildt benammen yn it ljocht fan it feit dat it plasma natuerkunde hjoed is in útstrekt, hurd ûntwikkeljen wittenskiplike dissipline, dat hat in ekstreem grut applikaasje yn Astrophysics, de teory fan 'e radio wave sinjalen, en it probleem fan behearske nukleêre fusion reaksjes.

Gemyske biningen in echte gassen troch harren aard net ferskille fan de molekulêre troepen. Dy en oare foar in grut part fermindere oan de elektryske ynteraksje tusken de atomêre ladingen, allegearre dy't oanlein atomic en molekulêre struktuer fan it stof. Lykwols, in folsleine ynsjoch yn de molekulêre en gemyske troepen wie mooglik allinne mei de opkomst fan de kwantummeganika.

Wy moatte tajaan dat net elke steat fan de matearje dy't ferienichber is mei de fergeliking fan 'e Nederlânske natuerkundige, útfierd wurde kinne yn de praktyk. Dat freget ek in faktor fan harren termodynamyske stabiliteit. Ien fan de wichtige omstannichheden sa'n stabiliteit aginten is dat yn 'e isothermal druk fergeliking moat strikt observearre in oanstriid om te ferminderjen de totale lichem. Mei oare wurden, mei tanimmende wearden fan V alle isotherms fan in echte gas moatte falle stadich. Undertusken, op 'e isothermal chart Van der Waals troepen ûnder de krityske temperatuer nivo fan' e opgeande gedielten wurde waarnommen. De punten yn dy sônes oerien mei de instabiele steat fan de stof, dat yn 'e praktyk kin net realisearre.