Khí thực: độ lệch từ lý tưởng

Thuật ngữ "khí thật" giữa các nhà hóa học và nhà vật lý gọi là khí tài sản đó mà phụ thuộc trực tiếp vào sự tương tác giữa các phân tử của họ. Mặc dù bất kỳ thư mục chuyên ngành có thể được đọc rằng một mol của các chất trong điều kiện bình thường và trạng thái ổn định chiếm một khối lượng xấp xỉ 22,41108 lít. Tuyên bố này chỉ đúng đối với cái gọi là khí "lý tưởng" mà, theo phương trình Clapeyron, không hành động lực hấp dẫn lẫn nhau và lực đẩy của các phân tử, và khối lượng chiếm đóng sau này là không đáng kể nhỏ.

Tất nhiên, các chất này không tồn tại, vì vậy tất cả những lập luận và tính toán là định hướng hoàn toàn lý thuyết. Tuy nhiên, khí thực, đó là một số đi chệch mức độ từ luật lý tưởng là rất thường xuyên. Giữa các phân tử của các chất này luôn lực lượng hiện tại của thu hút lẫn nhau, có nghĩa là khối lượng của họ là hơi khác nhau từ mô hình hoàn hảo suy luận. Hơn nữa, tất cả các loại khí thực có mức độ khác nhau của độ lệch từ lý tưởng.

Nhưng ở đây nó bắt nguồn từ xu hướng hoàn toàn rõ ràng: cao hơn điểm sôi chất gần bằng không độ C, càng có nhiều hợp chất sẽ thay đổi từ mô hình lý tưởng. Các phương trình trạng thái của khí thực thuộc sở hữu của nhà vật lý người Hà Lan Johannes Diederik van der Waals, họ đã rút vào năm 1873. Trong công thức này, trong đó có hình thức (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = nRT , quản lý hai sửa đổi rất đáng kể so với Clapeyron phương trình (pV = nRT), được xác định bằng thực nghiệm. Người đầu tiên đưa vào tài khoản các lực lượng của sự tương tác phân tử, ảnh hưởng không chỉ là loại khí, mà còn khối lượng của nó, mật độ và áp lực. Đợt điều chỉnh thứ hai được xác định bởi trọng lượng phân tử của chất.

Các điều chỉnh vai trò quan trọng nhất có được dữ liệu tại một khí áp suất cao. Ví dụ, đối với nitơ tại 80 atmospheres số mũ. tính toán sẽ khác với lý tưởng bởi khoảng năm phần trăm, trong khi áp lực tăng tới bốn bầu khí quyển khác biệt đã đạt một trăm phần trăm. Nó sau đó pháp luật của mô hình khí lý tưởng là tương đối. Cản trở từ họ là cả định lượng và định tính. Là người đầu tiên thể hiện trong thực tế là phương trình Clapeyron giữ cho tất cả các khí thực rất gần. Retreat là định tính sâu sắc hơn nhiều.

khí thực cũng có thể được chuyển đổi trong chất lỏng và rắn nhà nước của tập hợp, đó sẽ là không thể trong sự tuân thủ nghiêm ngặt của họ để phương trình Clapeyron. lực lượng giữa các phân tử tác động lên vật liệu như vậy dẫn đến sự hình thành các hợp chất hóa học khác nhau. Này một lần nữa không thể trong hệ thống khí lý tưởng lý thuyết. Các thông tin liên lạc do đó hình thành được gọi là hóa chất hoặc hóa trị. Trong trường hợp thực khí được ion hóa, trong đó bắt đầu xuất hiện lực lượng thu hút Coulomb để xác định hành vi của, ví dụ, một plasma, mà là một loài ion trung tính bán. Điều này đặc biệt đúng trong ánh sáng của sự thật rằng vật lý plasma hôm nay là một, phát triển nhanh chóng kỷ luật khoa học rộng lớn, trong đó có một ứng dụng vô cùng rộng rãi trong vật lý thiên văn, lý thuyết về tín hiệu sóng radio, và vấn đề hạt nhân kiểm soát các phản ứng nhiệt hạch.

liên kết hóa học trong khí thực bởi bản chất của họ không khác với các lực lượng phân tử. Những và khác chủ yếu là giảm xuống còn sự tương tác điện giữa những chi phí nguyên tử, tất cả đều được xây dựng cấu trúc nguyên tử và phân tử của chất. Tuy nhiên, một sự hiểu biết đầy đủ về các lực lượng phân tử và hóa học đã có thể chỉ với sự xuất hiện của cơ học lượng tử.

Chúng ta phải thừa nhận rằng không phải mọi trạng thái của vật chất đó là tương thích với các phương trình của nhà vật lý người Hà Lan, có thể được thực hiện trong thực tế. Điều này cũng đòi hỏi phải có một yếu tố của sự ổn định nhiệt động lực học của họ. Một trong những điều kiện quan trọng tác nhân ổn định như vậy là trong phương trình áp đẳng nhiệt phải được tuân thủ nghiêm ngặt một xu hướng giảm tổng thể. Nói cách khác, với các giá trị của V tăng tất cả các isotherms của một khí thực nên rơi đều đặn. Trong khi đó, trên bảng xếp hạng đẳng nhiệt Van der Waals dưới mức nhiệt độ tới hạn của các phần tăng được quan sát. Các điểm trong các khu vực này tương ứng với tình trạng không ổn định của chất, mà trong thực tế không thể thực hiện.