Gazet reale: devijimi nga idealiteti

Gazet reale: devijimi nga idealiteti
Gazet reale: devijimi nga idealiteti
Anonim

Termi "gazra të vërtetë" midis kimistëve dhe fizikantëve përdoret për të quajtur gaze të tillë, vetitë e të cilave varen drejtpërdrejt nga ndërveprimi i tyre ndërmolekular. Edhe pse në çdo libër referimi të specializuar mund të lexohet se një mol i këtyre substancave në kushte normale dhe gjendje të qëndrueshme zë një vëllim prej afërsisht 22.41108 litra. Një deklaratë e tillë është e vërtetë vetëm për të ashtuquajturat gaze "ideale", për të cilët, në përputhje me ekuacionin e Clapeyron, forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes së ndërsjellë të molekulave nuk veprojnë, dhe vëllimi i zënë nga këto të fundit është një vlerë e papërfillshme..

gaze reale
gaze reale

Sigurisht, substanca të tilla nuk ekzistojnë në natyrë, kështu që të gjitha këto argumente dhe llogaritje janë thjesht teorike. Por gazrat e vërtetë, të cilët devijojnë në një shkallë ose në një tjetër nga ligjet e idealitetit, gjenden gjatë gjithë kohës. Midis molekulave të substancave të tilla ka gjithmonë forca të tërheqjes së ndërsjellë, gjë që nënkupton se vëllimi i tyre është disi i ndryshëm ngamodel perfekt i nxjerrë. Për më tepër, të gjithë gazrat realë kanë shkallë të ndryshme devijimi nga idealiteti.

Por këtu ka një prirje shumë të qartë: sa më shumë që pika e vlimit të një lënde të jetë afër zero gradë Celsius, aq më shumë kjo përbërje do të ndryshojë nga modeli ideal. Ekuacioni i gjendjes për një gaz të vërtetë, në pronësi të fizikanit holandez Johannes Diederik van der Waals, u nxor nga ai në 1873. Kjo formulë, e cila ka formën (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT, është krahasuar me Ekuacioni Clapeyron (pV=nRT), i përcaktuar në mënyrë eksperimentale. E para prej tyre merr parasysh forcat e bashkëveprimit molekular, të cilat ndikohen jo vetëm nga lloji i gazit, por edhe nga vëllimi, dendësia dhe presioni i tij. Amendamenti i dytë përcakton peshën molekulare të një substance.

Ekuacioni i gjendjes së gazit real
Ekuacioni i gjendjes së gazit real

Këto rregullime marrin rolin më domethënës në presionin e lartë të gazit. Për shembull, për azotin në një tregues prej 80 atm. llogaritjet do të ndryshojnë nga idealja me rreth pesë përqind, dhe me një rritje të presionit në katërqind atmosfera, diferenca tashmë do të arrijë njëqind përqind. Nga kjo rrjedh se ligjet e një modeli ideal të gazit janë shumë të përafërta. Devijimi prej tyre është sasior dhe cilësor. E para manifestohet në faktin se ekuacioni Clapeyron është vërejtur për të gjitha substancat reale të gazta shumë afërsisht. Devijimet cilësore janë shumë më të thella.

Gazet reale mund të konvertohen fare mirë dhenë një lëng dhe në një gjendje të ngurtë grumbullimi, gjë që do të ishte e pamundur nëse do të ndiqnin rreptësisht ekuacionin e Clapeyron. Forcat ndërmolekulare që veprojnë në substanca të tilla çojnë në formimin e komponimeve të ndryshme kimike. Përsëri, kjo nuk është e mundur në një sistem teorik ideal gazi. Lidhjet e formuara në këtë mënyrë quhen lidhje kimike ose valente. Në rastin kur një gaz i vërtetë jonizohet, në të fillojnë të shfaqen forcat tërheqëse të Kulombit, të cilat përcaktojnë sjelljen, për shembull, të një plazme, e cila është një substancë jonizuese pothuajse neutrale. Kjo është veçanërisht e rëndësishme në dritën e faktit se fizika e plazmës sot është një disiplinë shkencore e gjerë, me zhvillim të shpejtë, e cila ka një aplikim jashtëzakonisht të gjerë në astrofizikë, teorinë e përhapjes së sinjalit të valëve të radios dhe problemin e reaksioneve bërthamore dhe termonukleare të kontrolluara.

Izotermat reale të gazit
Izotermat reale të gazit

Lidhjet kimike në gazet reale për nga natyra e tyre praktikisht nuk ndryshojnë nga forcat molekulare. Si ato ashtu edhe të tjerat, në përgjithësi, reduktohen në ndërveprimin elektrik midis ngarkesave elementare, nga të cilat është ndërtuar e gjithë struktura atomike dhe molekulare e materies. Megjithatë, një kuptim i plotë i forcave molekulare dhe kimike u bë i mundur vetëm me ardhjen e mekanikës kuantike.

Ia vlen të pranohet se jo çdo gjendje e materies në përputhje me ekuacionin e fizikantit holandez mund të zbatohet në praktikë. Kjo kërkon edhe faktorin e qëndrueshmërisë termodinamike të tyre. Një nga kushtet e rëndësishme për një qëndrueshmëri të tillë të një substance është që nëNë ekuacionin e presionit izotermik, duhet të respektohet rreptësisht një tendencë për një ulje të vëllimit të përgjithshëm të trupit. Me fjalë të tjera, ndërsa vlera e V rritet, të gjitha izotermat e gazit real duhet të bien në mënyrë të qëndrueshme. Ndërkohë, në parcelat izotermale të van der Waals-it, vërehen seksione në rritje nën shenjën e temperaturës kritike. Pikat që shtrihen në zona të tilla korrespondojnë me një gjendje të paqëndrueshme të materies, e cila nuk mund të realizohet në praktikë.

Recommended: