Valódi gázok: eltérés az ideálisaktól
A "valódi gázok" kifejezés a kémikusok és a fizikusok közöttEz az úgynevezett gázok ilyen tulajdonságokra, amely közvetlenül függ a intermolekuláris kölcsönhatások. Noha bármely szakosított könyvtárban lehet olvasni, hogy egy mol anyag normál körülmények között és az állandósult foglal térfogata körülbelül 22,41108 liter. Ez az állítás igaz csak az úgynevezett „ideális” gázok, melyek szerint a Clapeyron egyenlet nem hatóerőt kölcsönös vonzás és taszítás a molekulák és az elfoglalt térfogat az utóbbi elhanyagolhatóan kicsi.
Természetesen az ilyen természetű anyagok nemlétezik, ezért mindezen érvek és számítások tisztán elméleti irányultságúak. De valódi gázok, amelyek bizonyos mértékig eltérnek az idealitás törvényeitől, gyakran találhatók. Az ilyen anyagok molekulái között mindig léteznek kölcsönös vonzerő erők, amelyekből következik, hogy mennyisége kissé eltér a tökéletes modelltől. És minden valódi gáz eltérõ mértékben eltér az idealálistól.
De itt nagyon tisztán látunktrend: minél erősebb az anyag forráspontja nulla foknál, annál erősebb ez a kapcsolat az ideális modelltől. A holland fizikus Johannes Diederik van der Waals tulajdonában levő valódi gáz egyenlete 1873-ban származott. Ebben a képletben (p + n2a / V2) (V - nb) = nRT, két nagyon jelentőskorrekciókat a Clapeyron-egyenlethez (pV = nRT) hasonlítva, kísérletileg. Az elsőben figyelembe veszi a molekuláris kölcsönhatás erőit, amelyet nem csak a gáz típusa, hanem a térfogata, sűrűsége és nyomása is befolyásol. A második korrekció meghatározza az anyag molekulatömegét.
Ezek a kiigazítások legjelentősebb szerepenagy nyomású gázokat kapnak. Például a nitrogén esetében 80 atm sebességgel. a számítások öt százaléktól eltérnek az ideálisságtól, és a nyomás négyszáz atmoszféra növekedésével a különbség elérheti a száz százalékot. Ebből következik, hogy az ideális gázmodellek törvényei igen közelítenek. Eltérésük mennyiségi és minőségi. Az első nyilvánvaló abban a tényben, hogy a Clapeyron egyenlet teljes mértékben megegyezik az összes valódi gáznemű anyaggal. A kvalitatív jellegű visszavonulások sokkal mélyebbek.
A valódi gázok nagyon jól átalakíthatókfolyadék és egy szilárd aggregátum állapotba, ami lehetetlen, ha szigorúan követik a Clapeyron egyenletet. Az ilyen anyagokra ható közbenső erők különböző kémiai vegyületek kialakulásához vezetnek. Ez az elméleti ideális gázrendszerben újra lehetetlen. Az így létrejött kötéseket kémiai kötéseknek vagy kötődési kötvényeknek nevezzük. Abban az esetben, ha a valódi gáz ionizálódik, akkor kezdenek megjelenni Coulomb vonzóerők, hogy meghatározzák a viselkedését, például, egy plazma, amely egy kvázi semleges ionos anyagok. Ez különösen igaz annak a fényében, hogy a plazma fizika ma egy hatalmas, gyorsan fejlődő tudományág, amely rendkívül széles alkalmazási asztrofizika, az elmélet a rádióhullámok jeleket, és a probléma a szabályozott nukleáris fúziós reakciók.
Kémiai kötések valós gázokbana természet gyakorlatilag nem különbözik a molekuláris erőktől. Mindkettő nagyrészt az elektromos elemi töltések közötti elektromos kölcsönhatásig redukálódik, amelyből az anyag teljes atomi és molekuláris szerkezete épül fel. A molekuláris és kémiai erők teljes megértése azonban csak a kvantummechanika megjelenésével vált elérhetővé.
Érdemes elismernünk, hogy nem minden anyagállapot,kompatibilis a holland fizikus egyenletével, gyakorlatilag megvalósítható. Ehhez termodinamikai stabilitási tényezőre van szükség. Az anyag ilyen stabilitásának egyik fontos feltétele, hogy az izotermikus nyomás egyenletnek szigorúan be kell tartania a teljes testtérfogat csökkentését. Más szóval, ahogy az V értéke növekszik, a valódi gáz valamennyi izotermáját állandóan le kell csökkenteni. Eközben a Van der Waals izotermikus parcellái a kritikus hőmérsékleti jel alatt vannak, emelkedő területek figyelhetők meg. Az ilyen zónákban lévő pontok megfelelnek az anyag instabil állapotának, ami a gyakorlatban nem valósítható meg.
