Realni plini: odstopanje od idealnosti

Izraz "realni plini" med kemiki in fiziki imenuje plini takšne lastnosti, ki je neposredno odvisna od njihovih interakcij med. Čeprav se specializirane imenik lahko preberemo, da en mol snovi v normalnih pogojih in v stanju dinamičnega ravnovesja zavzema prostornino približno 22,41108 litrov. Ta izjava velja samo za tako imenovane "idealnih" plinov, za katere je po Clapeyronovo enačbo, ne delujejo sile medsebojne privlačnosti in odbojnosti molekul, in obseg, ki ga ta zaseda, je zanemarljivo majhna.

Seveda, te snovi ne obstajajo, tako da so vsi ti argumenti in izračuni zgolj teoretična usmerjenost. Toda realni plini, ki so do neke mere odstopajo od idealnih zakoni so zelo pogoste. Med molekulami teh snovi so vedno prisotne sile medsebojne privlačnosti, kar pomeni, da je njihov obseg nekoliko razlikuje od dobljeno popoln model. Še več, vsi realni plini imajo različne stopnje odstopanja od idealnosti.

Ampak tukaj je slediti povsem jasno tendenco: višjo točko vrelišča snovi blizu nič stopinj Celzija, se bo bolj spojina razlikujejo od idealnega modela. Enačba stanja realnih plinov, ki so v lasti nizozemski fizik Johannes Diederik van der Waalsove sile, so bili umaknjeni leta 1873. V tej formuli, ki ima obliko (p + n ² A / ^V2) (V - NB) = nRT , damo dva zelo velike spremembe v primerjavi z Clapeyronovo enačbo (PV = nRT), določi eksperimentalno. Prva upošteva sile molekularne interakcije, ki ne vpliva samo na vrsto plina, temveč tudi njeno glasnost, gostoto in pritisk. Drugi popravek je določen z molekulsko maso snovi.

Najpomembnejše prilagoditve vlogo pridobi podatke pri visoki tlaka plina. Na primer, za dušik pri 80 atmosferah eksponent. Izračuni bo drugačna od ideala za približno pet odstotkov, medtem ko se tlak poveča na štiri atmosfere razliko že dosegla sto odstotkov. Iz tega sledi, da so zakoni idealnega modela plina približne. Odstopanje od njih je tako kvantitativno in kvalitativno. Prvi se kaže v dejstvu, da je Clapeyronova enačba velja za vse realne plinastih zelo grobo. Retreat je kvalitativna veliko globlje.

Realni plini se tudi lahko preoblikuje v tekočem in trdnem agregatnem stanju, kar bi bilo mogoče v svojem strogo spoštovanje do Clapeyronovo enačbo. Medmolekulske sile, ki delujejo na take materiale povzroči nastanek različnih kemičnih spojin. To spet ne more biti v teoretičnem idealni plinski sistem. Tako tvorjene sporočila imenuje kemično ali valenco. V primeru, ko pravi je ioniziran plin, v njej se pojavijo Coulomb privlačne sile, ki določajo vedenje, na primer, v plazmi, ki je navidezno nevtralna ionska vrsta. To še posebej velja v luči dejstva, da je fizika plazme je danes velika, hitro razvijajoče se znanstvena disciplina, ki ima zelo široko uporabo v astrofiziki, teorijo radijskih valov signalov, in problem nadzorovane jedrske fuzije reakcij.

Kemijske vezi v realnih plinov po svoji naravi ne razlikujejo od molekularnih sil. Tisti in drugi veliki meri zmanjša na električno interakcije med atomskih stroškov, ki so vse zgrajene zgradbe atomov in molekul snovi. Vendar pa je bilo mogoče popolno razumevanje molekularnih in kemičnih sil šele s pojavom kvantne mehanike.

Moramo priznati, da ne more vsaka država materije, ki je združljiva z enačbo nizozemskega fizika, se izvaja v praksi. To zahteva tudi dejavnik njihovega termodinamsko stabilnost. Eden od pomembnih pogojev teh sredstev za stabilnost je, da mora biti v izotermne tlaka enačbe strogo upoštevati nagnjenost k zmanjšanju celotnega telesa. Z drugimi besedami, s povečanjem vrednosti V morale vse izoterme realnega plina vztrajno padati. Medtem pa so opazili na izotermičen grafikona Van der Waalsove sile pod kritično temperaturnem nivoju naraščajočih odsekov. Točke v teh conah ustrezajo nestabilno stanje snovi, ki se v praksi ne more biti realizirana.