Realūs dujos: nuokrypis nuo idealumo

Terminas "Real dujos" Tarp chemikų ir fizikų vadinamas dujų, tokių savybių, kurios tiesiogiai priklauso nuo jų tarpmolekulinių sąveiką. Nors bet specializuotas katalogas galima skaityti, kad vienas mol iš normaliomis sąlygomis ir kai apykaita pusiausvyrinė, medžiagų užima maždaug 22,41108 litrų tūrį. Šis teiginys yra tik tiesa vadinamųjų "Idealus" dujų, už kuriuos pagal Clapeyron lygtimi, o ne veikti jėga tarpusavio traukos ir stūmos molekulių, ir tūrio užima pastaroji yra nereikšmingai mažas.

Žinoma, šios medžiagos nėra, todėl visi šie argumentai ir skaičiavimai yra grynai teorinis orientacijos. Tačiau tikrieji dujos, kurios tam tikru mastu nukrypti nuo idealiomis įstatymus yra labai dažnas. Tarp šių medžiagų molekulės yra visada egzistuoja jėga tarpusavio traukos, o tai reiškia, kad jų tūris yra šiek tiek skiriasi nuo atimtos tobulos modelio. Be to, visi realūs dujos turi įvairaus laipsnio nukrypimas nuo idealumo.

Bet čia atsekti visiškai aiški tendencija: kuo didesnis užvirinamas medžiaga artimas nuliui laipsnių Celsijaus, tuo daugiau junginys skirsis nuo idealaus modelio. Valstybės nuosavybės teise priklausančių olandų fizikas Johannes Diederik van der Valso jėgų realių dujų lygtis, jie buvo atšauktas 1873 m. Į minėtą formulę, kuri turi formą (p + N ² A / V ²⁾ (V - nb) = nRT , vartojamas du labai esminių pakeitimų, palyginti su Clapeyron lygtimi (PV = nRT), nustatoma eksperimentiniu būdu. Pirmasis atsižvelgiama į molekulinės sąveika, kuri daro įtaką ne tik dujų tipas, bet taip pat jo apimtis, tankio ir spaudimą jėgas. Antrąją korekciją yra nustatomas pagal molekulinę masę nuo medžiagos.

Svarbiausią vaidmenį koregavimai įsigyti duomenis aukšto slėgio dujomis. Pavyzdžiui, azoto, esant 80 atmosferų eksponentė. skaičiavimai bus skiriasi nuo idealo maždaug penkių procentų, o slėgis padidėja iki keturių atmosferų skirtumas jau pasiekė šimtą procentų. Iš to išplaukia, kad idealiųjų dujų modelį įstatymai yra apytiksliai. Nukrypimas nuo jų yra tiek kiekybinis ir kokybinis. Pirmoji pasireiškia tuo, kad Clapeyron lygtimi valdo visas nekilnojamojo DUJŲ labai apytikriai. Rekolekcijos yra kokybinis daug giliau.

Nekilnojamasis dujos gerai gali būti transformuota į skysto ir kieto agregatinę būseną, kuri būtų neįmanoma jų griežtai laikytis Clapeyron lygtį. Tarpmolekulinės jėgos, veikiančios tokių medžiagų sukelti įvairių cheminių junginių susidarymo. Tai vėl gali būti ne teorinės idealiųjų dujų sistema. Taip gautas ryšių vadinamas cheminiai arba valentingumas. Tuo atveju, kai realus dujos jonizuoto, jame pradeda atsirasti Kulono traukos jėgas, apibrėžiantys, pvz, plazmos, kuri yra pusiau neutralios joninės rūšys elgesį. Tai ypač aktualu, atsižvelgiant į tai, kad plazmos fizikos šiandien yra labai plati, sparčiai besivystanti mokslo disciplina, kuri turi labai platų taikymą astrofizikos, radijo bangų signalus teoriją ir valdomos branduolinės problemos sintezės reakcijų.

Cheminiai obligacijų realių dujų pagal savo pobūdį nesiskiria nuo molekulinių jėgų. Tie, ir kiti daugiausia sumažintas iki elektros sąveikos tarp atominių mokesčių, kurie visi yra sukonstruoti atominę ir molekulinę struktūrą medžiagos. Tačiau visiškai suprasti molekulinius ir cheminių jėgų buvo galima tik su atsiradimą kvantinės mechanikos.

Turime pripažinti, kad ne kiekviena materijos būsena, kuri yra suderinama su olandų fizikas lygtį, galima įgyvendinti praktikoje. Tai taip pat reikalauja savo termodinaminės stabilumo veiksnys. Vienas iš svarbiausių sąlygų tokių stabilumo veiksnių yra tai, kad izoterminis slėgio lygtis turi būti griežtai laikomasi tendenciją sumažinti bendrą kūno. Kitaip tariant, didinant vertybes V visos nekilnojamojo dujų izotermy turėtų kristi stabiliai. Tuo tarpu, yra matomos ant izoterminis diagramos Van der Waals prispaudimo jėgų žemiau kritinės temperatūros lygio didėjančių porcijomis. Į šių zonų taškai sutampa su nestabilios būsenos medžiaga, kuri praktiškai negali būti realizuotas.