Gas nyata: penyimpangan dari idealistis

Istilah "gas nyata" di antara ahli kimia dan fisika disebut gas sifat seperti yang secara langsung tergantung pada interaksi antarmolekul mereka. Meskipun direktori khusus dapat membaca bahwa satu mol zat dalam kondisi normal dan kondisi mapan menempati volume sekitar 22,41108 liter. pernyataan ini benar hanya untuk disebut "ideal" gas yang, menurut persamaan Clapeyron, tidak bertindak kekuatan saling tarik dan tolakan dari molekul, dan volume yang ditempati oleh yang terakhir ini diabaikan kecil.

Tentu saja, zat ini tidak ada, sehingga semua argumen ini dan perhitungan orientasi murni teoritis. Tapi gas nyata, yang sampai batas tertentu menyimpang dari hukum-hukum yang ideal sangat sering. Antara molekul-molekul zat ini selalu berlaku hadir saling tarik, yang berarti bahwa volume mereka sedikit berbeda dari model yang sempurna yang menyimpulkan. Selain itu, semua gas nyata memiliki berbagai tingkat penyimpangan dari idealistis.

Tapi di sini ditelusuri kecenderungan sepenuhnya jelas: semakin tinggi titik didih zat mendekati nol derajat celcius, lebih senyawa tersebut akan bervariasi dari model yang ideal. Persamaan keadaan gas nyata yang dimiliki oleh pasukan fisikawan Belanda Johannes Diederik van der Waals, mereka ditarik pada tahun 1873. Dalam rumus ini, yang memiliki bentuk (p + n ² a / V ²⁾ (V - nb) = nRT , diberikan dua amandemen sangat besar dibandingkan dengan persamaan Clapeyron (pV = nRT), ditentukan secara eksperimental. Yang pertama memperhitungkan kekuatan interaksi molekul, yang mempengaruhi tidak hanya jenis gas, tetapi juga volume, kepadatan dan tekanan. Koreksi kedua ditentukan oleh berat molekul substansi.

Penyesuaian peran paling penting memperoleh data pada gas tekanan tinggi. Sebagai contoh, untuk nitrogen pada 80 atmosfer eksponen. perhitungan akan berbeda dari ideal sekitar lima persen, sementara tekanan meningkat dengan perbedaan empat atmosfer sudah mencapai seratus persen. Ini mengikuti bahwa hukum dari model gas ideal adalah perkiraan. Pengurangan dari mereka adalah baik kuantitatif dan kualitatif. Pertama memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa persamaan Clapeyron berlaku untuk semua gas nyata sangat kasar. Retreat adalah kualitatif jauh lebih dalam.

gas nyata mungkin diubah dalam bentuk cair dan padat keadaan agregasi, yang tidak mungkin di ketaatan mereka untuk persamaan Clapeyron. gaya antarmolekul yang bekerja pada bahan-bahan tersebut menyebabkan pembentukan berbagai senyawa kimia. Ini lagi tidak bisa di sistem gas ideal teoritis. komunikasi yang terbentuk disebut kimia atau valensi. Dalam kasus di mana nyata gas terionisasi, di dalamnya mulai muncul tarik Coulomb kekuatan yang menentukan perilaku, misalnya, plasma, yang merupakan spesies ionik netral kuasi. Hal ini terutama berlaku dalam terang fakta bahwa fisika plasma saat ini adalah luas, berkembang pesat disiplin ilmu, yang memiliki aplikasi yang sangat luas dalam astrofisika, teori sinyal gelombang radio, dan masalah nuklir terkendali reaksi fusi.

ikatan kimia dalam gas nyata menurut sifatnya tidak berbeda dari pasukan molekul. Mereka dan lainnya sebagian besar dikurangi untuk interaksi listrik antara biaya atom, yang semuanya dibangun struktur atom dan molekul dari substansi. Namun, pemahaman yang lengkap dari kekuatan-kekuatan molekul dan kimia hanya mungkin dengan munculnya mekanika kuantum.

Kita harus mengakui bahwa tidak setiap keadaan materi yang kompatibel dengan persamaan fisikawan Belanda, dapat diimplementasikan dalam praktek. Hal ini memerlukan juga merupakan faktor stabilitas termodinamika mereka. Salah satu syarat penting agen stabilitas tersebut adalah bahwa dalam persamaan tekanan isotermal harus benar-benar mengamati kecenderungan untuk mengurangi total tubuh. Dengan kata lain, dengan meningkatkan nilai dari V semua isoterm gas nyata harus jatuh terus. Sementara itu, di chart isotermal Van der Waals di bawah tingkat temperatur kritis dari meningkatnya porsi yang diamati. Poin-poin di zona ini sesuai dengan keadaan yang tidak stabil dari substansi, yang dalam prakteknya tidak dapat direalisasikan.