Reala gasoj: devio de idealismo

La termino "reala gasoj" inter apotekistoj kaj fizikistoj nomas gasojn tiaj ecoj kiuj estas rekte dependaj de ilia intermoleculares interagoj. Kvankam ajna faka dosierujo povas legi ke unu molo de la substancoj en normalaj kondiĉoj kaj la stabila stato okupas volumon de proksimume 22,41108 litroj. Tiu aserto estas vera nur por tiel nomataj "idealo" gasoj por kiu, laŭ Clapeyron ekvacio, ne agante forto de reciproka altiro kaj repuŝo de la molekuloj, kaj la volumo okupita de la lasta estas negligibly malgranda.

Kompreneble, ĉi tiuj substancoj ne ekzistas, tial ĉiuj tiuj argumentoj kaj kalkuloj estas pure teoriaj orientiĝo. Sed la reala gasoj, kiuj estas iugrade devias de la idealo leĝoj estas tre oftaj. Inter la molekuloj de ĉi tiuj substancoj estas ĉiam ĉeestanta forto de reciproka altiro, kio signifas ke ilia volumeno estas iomete malsama de la deduktis perfekta modelo. Krome, ĉiuj realaj gasoj havas diversaj gradoj de devio de idealismo.

Sed jen ĝi spuris tute klara tendenco: la pli alta bolpunkto substanco proksima al nul gradoj celsiaj, des pli la komponaĵo varios de la idealo modelo. La ekvacio de stato de reala gasoj posedita de la nederlanda fizikisto Johannes Diederik iras der Waals fortoj, ili estis retirita en 1873. En ĉi tiu formulo, kiu havas la formon (p + n ² al / V ²⁾ (V - nb) = NRT , administris du tre granda amendoj kompare kun la Clapeyron ekvacio (PV = NRT), difinita eksperimente. La unua preno en rakontas la fortojn de molekula interago, kiu influas ne nur la speco de gaso, sed ankaŭ ĝia volumeno, denseco kaj premo. La dua korekto estas difinita per la molekula pezo de la substanco.

La plej grava rolo ĝustigas akiri datumojn al alta premo gaso. Ekzemple, por nitrogeno je 80 atmosferoj eksponento. kalkuloj diferencos al la idealo de ĉirkaŭ kvin procentoj, dum la premo pliigas kvar atmosferoj diferenco jam atingis cent procentojn. Sekvas, ke la leĝoj de la ideala gaso modelo estas proksimuma. Derogación de ili estas kaj kvanta kaj kvalita. La unuaj manifestiĝas en tio, ke la Clapeyron ekvacio tenas por ĉiuj realaj gasoj tre krude. Retreat estas kvalita multe pli profundaj.

Reala gasoj bone povas esti transformita en likva kaj solida stato de agregación, kiu estus neebla en siaj strikta adhero al la Clapeyron ekvacio. Fortoj intermoleculares agante sur tiaj materialoj konduki al la formado de diversaj kemiaj kombinaĵoj. Tiu denove povas esti en la teoriaj ideala gaso sistemo. La tiel formita komunikadoj nomita kemia aŭ valencia. En la kazo kie la reala gaso estas jonigita, en ĝi komencas aperi Coulomb altiro fortoj kiuj determinas la konduton de, ekz-e, plasmo, kiu estas quasi neŭtrala jonaj specioj. Tio estas aparte vera en lumo de la fakto ke la fiziko de la plasmo hodiaŭ estas vasta, rapide evoluantaj scienca disciplino, kiu havas ekstreme larĝan aplikon en astrofiziko, la teorio de radio ondo signaloj, kaj la problemo de kontrolita nukleaj reagoj de fandado.

Kemiaj ligoj en reala gasoj por lia naturo ne diferencas de la molekula fortoj. Tiuj kaj aliaj plejparte reduktita al la elektra interago inter la atoma akuzojn, ĉiuj el kiuj estas konstruitaj atoma kaj molekula strukturo de la substanco. Tamen, kompleta kompreno de la molekula kaj kemiaj fortoj eblis nur kun la apero de kvantuma mekaniko.

Ni devas agnoski ke ne ĉiu stato de materio kiu estas kongrua kun la ekvacio de la nederlanda fizikisto, povas esti efektivigitaj praktike. Tio postulas ankaŭ faktoro de ilia termodinamika stabileco. Unu el la gravaj kondiĉoj tia stabileco agentoj estas ke en la isotérmicas premo ekvacio devas esti strikte observita tendencon redukti la tuta korpo. Alivorte, kun kreskanta valoroj de V ĉiuj isotermas de reala gaso devus fali senhalte. Dume, en la isotérmicas abako Iras der Waals fortoj sub la kritika temperaturo nivelo de la leviĝanta partoj estas observitaj. La punktoj en ĉi tiuj zonoj respondas al la malstabila stato de la substanco, kiu praktike ne povas realigi.