Reale Gase: Abweichung von der Idealität

Der Begriff „Reale Gase» unter den Chemikern und Physikern wird als solche Gase, deren Eigenschaften in der am meisten unmittelbaren Weise abhängig von Ihren intermolekularen Wechselwirkungen. Obwohl in jedem spezialisierten Nachschlagewerk gelesen werden kann, dass einer dieser Stoffe in mol unter Normalbedingungen und stabilen Zustand nimmt das Volumen etwa 22,41108 L. Diese Aussage gilt nur in Bezug auf die so genannten "ideale" Gase, für die in übereinstimmung mit der Gleichung Клапейрона, nicht durch die Kräfte der gegenseitigen Anziehung und Abstoßung der Moleküle, wie Sie im letzten Volumen ist vernachlässigbar kleinen Größe.

Natürlich, solche Substanzen in der Natur nicht existiert, so dass alle diese überlegungen und Berechnungen sind rein theoretische Ausrichtung. Aber die realen Gase, die in unterschiedlichem Ausmaß abweichen von den Gesetzen der Idealität, sind sehr Häufig. Zwischen den Molekülen dieser Stoffe immer vorhanden sind die Kräfte der gegenseitigen Anziehung, woraus folgt, dass Ihr Umfang unterscheidet sich geringfügig von der berechneten perfekte Modell. Wobei alle realen Gase haben unterschiedliche Grad der Abweichung von der Idealität.

Aber hier lässt sich eine ganz klare Tendenz: je größer der Siedepunkt der Stoffe nahe null Grad Celsius, desto stärker ist diese Verbindung unterscheidet sich von dem idealen Modell. Die Zustandsgleichung des realen Gases, das Niederländische Physik Johannes Дидерику Van-der-Ваальсу, gerieten Sie im Jahr 1873. In diese Formel mit einer Art (p + n²A/V²) (V – nb) = nRT, die Einführung von zwei sehr wesentlichen änderungen im Vergleich mit der Gleichung Клапейрона (pV= nRT), experimentell bestimmt. Die erste von Ihnen zählen Stärke der intermolekularen Wechselwirkung, die betreffen nicht nur die Gasart, sondern auch sein Volumen, Dichte und Druck. Die zweite änderung bestimmt die molare Masse des Stoffes.

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Die Meisten Daten eine wesentliche Rolle Berichtigungen erwerben Gasen bei hohem Druck. Zum Beispiel für Stickstoff bei einem 80 ATM. die Berechnungen unterscheiden sich von Idealität etwa fünf Prozent, und mit zunehmendem Druck bis zu vierhundert Atmosphären der Unterschied erreicht bereits hundert Prozent. Daraus folgt, dass die Gesetze der idealen Gas-Modelle sind sehr ungefähr. Rückzug von Ihnen trägt als quantitative und qualitative. Das erste zeigt sich darin, dass die Gleichung Клапейрона erfüllt ist für alle echten gasförmigen Stoffe sind sehr vage. Der Rückzug der gleichen qualitativen Charakter viel mehr Tiefe.

Reale Gase vollständig konvertiert werden können und in den flüssigen und in den festen Aggregatzustand, was unmöglich wäre, wenn Ihre strikte Einhaltung der Gleichung Клапейрона. Die intermolekularen Kräfte, die auf solche Substanzen, führen zur Bildung von verschiedenen chemischen verbindungen. Es ist wieder unmöglich, in einer theoretischen idealen Gas-System. Die so gebildeten Art und Weise der Kommunikation werden als Chemische oder валентными. In dem Fall, wenn das Reale Gas ионизирован, in ihm manifestieren sich die Coulomb-Kraft der Anziehung, die bestimmt das Verhalten, Z. B. Plasma, die ein квазинейтральное ионизированное Substanz. Dies gilt insbesondere in Anbetracht der Tatsache, dass die Physik des Plasmas ist heute allgegenwärtig, boomende wissenschaftliche Disziplin, die eine außerordentlich Breite Anwendung in der Astrophysik, Theorie der Ausbreitung der Radiowellen-Signale, das Problem der verwalteten nuklearen und thermonuklearen Reaktionen.

Die Chemischen verbindungen in realen Gasen von Natur aus fast nicht zu unterscheiden von den molekularen Kräften. Diese und andere im großen und ganzen reduziert auf die elektrische Wechselwirkung zwischen den elementaren Ladungen, von denen gebaut, die ganze Atomare und molekulare Struktur der Materie. Jedoch volles Verständnis der molekularen und chemischen Kräfte wurde es möglich, erst mit der Entstehung der Quantenmechanik.

Wir müssen zugeben, dass nicht jeder Zustand der Materie, der kompatibel ist mit der Gleichung des niederländischen Physikers, kann in der Praxis umgesetzt werden. Dafür ist auch ein Faktor Ihrer thermodynamischen Stabilität. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine solche Stabilität der Substanz besteht darin, dass in изотермическом Gleichung Druck darf nicht unterschritten werden die Tendenz zu einer Verringerung der gesamten Körper. Mit anderen Worten, bei steigender Werte V alle isothermen des realen Gases müssen stetig sinken. Inzwischen auf isolierten Charts Van-der-Waals unter der kritischen Temperatur der Markierungen beobachtet die Grundstücke. Stelle liegend in solchen Bereichen, entsprechen den instabilen Zustand der Substanz, die in der Praxis nicht realisiert werden kann.