Чыныгы газдар: идеалдуулуктан четтөө

Чыныгы газдар: идеалдуулуктан четтөө
Чыныгы газдар: идеалдуулуктан четтөө
Anonim

Химиктер менен физиктердин арасында «чыныгы газдар» термини мындай газдарды атоо үчүн колдонулат, алардын касиеттери алардын молекулалар аралык өз ара аракеттенүүсүнө түздөн-түз көз каранды. Кадимки шарттарда жана стабилдүү абалда бул заттардын бир моль болжол менен 22,41108 литр көлөмдү ээлей турганын кандайдыр бир атайын маалымдама китебинен окууга болот. Мындай билдирүү Клапейрон теңдемесине ылайык молекулалардын өз ара тартылуу жана түртүү күчтөрү аракет кылбаган «идеалдуу» газдар үчүн гана туура болот, ал эми акыркысы ээлеген көлөм анча чоң эмес мааниге ээ..

реалдуу газдар
реалдуу газдар

Албетте, мындай заттар жаратылышта жок, андыктан бул аргументтердин жана эсептөөлөрдүн баары жалаң теориялык. Бирок идеалдуулуктун мыйзамдарынан тигил же бул даражада четтеген реалдуу газдар дайыма кездешет. Мындай заттардын молекулаларынын ортосунда дайыма өз ара тартылуу күчтөрү болот, бул алардын көлөмүнөн бир аз башкача экенин билдирет.кемчиликсиз модели алынган. Мындан тышкары, бардык реалдуу газдар идеалдуулуктан ар кандай четтөө даражасына ээ.

Бирок бул жерде абдан ачык тенденция бар: заттын кайноо температурасы нөл градус Цельсийге канчалык жакын болсо, бул кошулма идеалдуу моделден ошончолук айырмаланат. Голландиялык физик Йоханнес Диедерик ван дер Ваальске таандык болгон реалдуу газдын абалынын теңдемеси 1873-жылы ал тарабынан чыгарылган. (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT формасына ээ болгон бул формула Клапейрон теңдемеси (pV=nRT), эксперименталдык түрдө аныкталган. Алардын биринчисинде газдын түрү гана эмес, анын көлөмү, тыгыздыгы жана басымы да таасир этүүчү молекулалык өз ара аракеттенүү күчтөрүн эске алат. Экинчи түзөтүү заттын молекулалык салмагын аныктайт.

Реалдуу газдын абалынын теңдемеси
Реалдуу газдын абалынын теңдемеси

Бул тууралоолор жогорку газ басымында эң маанилүү роль ойнойт. Мисалы, 80 атм көрсөткүчтө азот үчүн. эсептөөлөр идеалдуу болжол менен беш пайызга айырмаланат жана төрт жүз атмосферага чейин басымдын өсүшү менен айырма азыр эле жүз пайызга жетет. Мындан идеалдуу газ моделинин мыйзамдары абдан болжолдуу экени келип чыгат. Алардан четтөө сан жагынан да, сапаттык жактан да болот. Биринчиси Клапейрон теңдемесинин бардык реалдуу газ түрүндөгү заттар үчүн болжолдуу түрдө байкалганынан көрүнүп турат. Сапаттык четтөөлөр алда канча терең.

Чыныгы газдар жакшы айландырылат жанасуюктукка жана агрегациянын катуу абалына өтөт, эгерде алар Клапейрон теңдемесин так аткарса, бул мүмкүн эмес. Мындай заттарга таасир этүүчү молекулалар аралык күчтөр ар кандай химиялык кошулмалардын пайда болушуна алып келет. Дагы бир жолу, бул теориялык идеалдуу газ системасында мүмкүн эмес. Ушундай жол менен түзүлгөн байланыштар химиялык же валенттүү байланыштар деп аталат. Чыныгы газ иондоштурулган учурда, анда кулондук тартуу күчтөрү пайда боло баштайт, алар, мисалы, квазинейтралдуу иондоштурулган зат болгон плазманын жүрүм-турумун аныктайт. Бул плазма физикасы бугунку кунде астрофизикада, радиотолкун сигналдарынын таралышынын теориясында, башкарылуучу ядролук жана термоядролук реакциялар проблемасында ете кенири колдонулуучу зор, тез енугуп жаткан илимий дисциплина болуп санала тургандыгына байланыштуу езгече актуалдуу.

Реалдуу газ изотермалары
Реалдуу газ изотермалары

Реалдуу газдардагы химиялык байланыштар табияты боюнча молекулярдык күчтөрдөн иш жүзүндө айырмаланбайт. Булар да, башкалар да, негизинен, элементардык заряддардын ортосундагы электрдик өз ара аракетке келтирилген, андан заттын бүт атомдук жана молекулалык түзүлүшү курулат. Бирок молекулярдык жана химиялык күчтөрдү толук түшүнүү кванттык механиканын пайда болушу менен гана мүмкүн болду.

Голландиялык физиктин теңдемеси менен шайкеш келген материянын ар бир абалын практикада ишке ашырууга мүмкүн эмес экенин моюнга алуу керек. Бул алардын термодинамикалык туруктуулугунун факторун да талап кылат. Заттын мындай туруктуулугунун маанилүү шарттарынын бири болуп саналатИзотермиялык басымдын теңдемесинде дененин жалпы көлөмүнүн төмөндөшүнө тенденция катуу сакталышы керек. Башкача айтканда, V чоңойгон сайын реалдуу газдын бардык изотермалары туруктуу төмөндөшү керек. Ошол эле учурда, ван-дер-Ваальс изотермикалык участокторунда критикалык температура белгисинен ылдый көтөрүлгөн участоктор байкалат. Мындай зоналарда жаткан чекиттер материянын туруксуз абалына туура келет, аны иш жүзүндө ишке ашыруу мүмкүн эмес.

Сунушталууда: