الغازات الحقيقية: الانحراف عن المثالية

مصطلح "الغازات الحقيقية" بين الكيميائيين والفيزيائيين ودعا الغازات مثل هذه الخصائص التي تعتمد مباشرة على تفاعلاتها بين الجزيئات. وعلى الرغم من أي دليل متخصص يمكن قراءة ذلك مول واحد من المواد في ظل ظروف طبيعية وحالة مستقرة يحتل حجم ما يقرب من 22.41108 لتر. هذه العبارة صحيحة فقط من أجل ما يسمى بغازات "المثالية" التي، وفقا لClapeyron المعادلة، لا تتصرف قوة الجذب المتبادل وتنافر الجزيئات، وحجم هذا الأخير المحتلة صغيرة تكاد لا تذكر.

وبطبيعة الحال، وهذه المواد لا وجود لها، لذلك كل هذه الحجج والحسابات التوجه النظري البحت. ولكن الغازات الحقيقية، والتي هي لبعض تحيد مدى من القوانين المثالية هي متكررة جدا. بين جزيئات هذه المواد هي دائما القوة الحالية لجذب المتبادل، وهو ما يعني أن حجمها يختلف قليلا عن النموذج المثالي استنتاجها. وعلاوة على ذلك، فإن جميع الغازات الحقيقية لها درجات متفاوتة من الانحراف عن المثالية.

ولكن هنا تتبع اتجاه واضح تماما: ارتفاع نقطة الغليان مادة قريبة من الصفر درجة مئوية، وأكثر من مركب تختلف عن النموذج المثالي. معادلة حالة الغازات الحقيقية المملوكة من قبل الفيزيائي الهولندي يوهانس ديدريك قوى فان دير فال، أنها سحبت في عام 1873. في هذه الصيغة، التي لديها شكل (ع + ن ^{2 (أ)} / V ²⁾ (V - ملحوظة) = NRT ، تدار تعديلين كبيرة جدا بالمقارنة مع Clapeyron المعادلة (PV = NRT)، تجريبيا. يأخذ أول واحد في الاعتبار قوى التفاعل الجزيئي، والذي لا يؤثر فقط على نوع من الغاز، ولكن أيضا في حجم وكثافة وضغط. يتم تحديد التصحيح الثاني الوزن الجزيئي لل مادة.

التعديلات دور أهم الحصول على البيانات في غاز ضغط عال. على سبيل المثال، على النيتروجين بنسبة 80 الاجواء الأس. سوف الحسابات تكون مختلفة عن المثالية بنحو خمسة في المئة، في حين بلغ ارتفاع ضغط على الفرق الأربعة أجواء بالفعل مئة في المئة. ويترتب على ذلك قوانين نموذج الغاز المثالي تقريبية. انتقاص منها على حد سواء الكمي والنوعي. أول يتجلى في حقيقة أن المعادلة Clapeyron يحمل لجميع الغازية الحقيقية تقريبا جدا. تراجع غير النوعي أعمق من ذلك بكثير.

قد يكون جيدا أن تتحول الغازات الحقيقية في السائلة والصلبة حالة التجميع، التي سيكون من المستحيل في الالتزام الصارم لمعادلة Clapeyron. قوات الجزيئات التي تعمل على هذه المواد يؤدي إلى تشكيل المركبات الكيميائية المختلفة. هذا مرة أخرى لا يمكن أن يكون في نظام الغاز المثالي النظري. ووصفت الاتصالات وبالتالي شكلت الكيميائية أو التكافؤ. في الحالة التي يكون فيها الحقيقي هو المتأينة الغاز، تبدأ فيها لتظهر قوى التجاذب كولوم التي تحدد سلوك، على سبيل المثال، البلازما، وهو شبه الأنواع الأيونية محايدة. هذا ينطبق بشكل خاص في ضوء حقيقة أن هذه فيزياء البلازما اليوم هو الشاسعة، التي تشهد نموا سريعا الانضباط العلمي، والذي يحتوي على تطبيق واسع للغاية في الفيزياء الفلكية، ونظرية إشارات موجات الراديو، ومشكلة النووي تسيطر تفاعلات الاندماج.

الروابط الكيميائية في الغازات الحقيقية بطبيعتها لا تختلف عن القوى الجزيئية. تلك وغيرها خفضت الى حد كبير على التفاعل الكهربائي بين التهم الذرية، والتي يتم بناؤها التركيب الذري والجزيئي للمادة. ومع ذلك، كان الفهم الكامل للقوات الجزيئية والكيميائية ممكنا إلا مع ظهور ميكانيكا الكم.

علينا أن نعترف أنه ليس كل حالة من هذه المسألة والتي تتوافق مع معادلة الفيزيائي الهولندي، يمكن تنفيذها على أرض الواقع. وهذا يتطلب أيضا عاملا من عوامل استقرارها الحرارية. أحد الشروط الهامة هذه العوامل الاستقرار هو أنه في ضغط المعادلة متساوي يجب مراعاتها بدقة ميل للحد من الجسم الكلي. وبعبارة أخرى، مع تزايد قيم V كل الأيسوثرم من الغاز الحقيقي ينبغي أن تندرج بشكل مطرد. وفي الوقت نفسه، لوحظ على الرسم البياني متساوي الحرارة قوى فان دير فال دون مستوى درجة الحرارة الحرجة من الأجزاء في الارتفاع. النقاط في هذه المناطق تتوافق مع حالة غير مستقرة من المادة، والتي في الواقع لا يمكن أن تتحقق.