Ποια χαρακτηριστικά θα καθιστούσαν ένα αέριο μη ιδανικό;
Ιδανικές υποθέσεις αερίου εναντίον πραγματικότητας
* Ιδανική παραδοχή αερίου: Τα σωματίδια αερίου έχουν αμελητέα όγκο και δεν υπάρχουν ενδομοριακές δυνάμεις.
* Πραγματική πραγματικότητα αερίου:
* πεπερασμένος όγκος: Τα πραγματικά σωματίδια αερίου έχουν πεπερασμένο όγκο, που σημαίνει ότι καταλαμβάνουν χώρο.
* Διαμοριακές δυνάμεις: Τα πραγματικά μόρια αερίου προσελκύουν και απωθούνται μεταξύ τους λόγω δυνάμεων όπως οι δυνάμεις van der Waals (διπολική-διαδρομή, διασπορά του Λονδίνου, δεσμός υδρογόνου).
Παράγοντες που συμβάλλουν στη μη ιδανική συμπεριφορά
1. Υψηλή πίεση:
* Σε υψηλές πιέσεις, τα σωματίδια αερίου πιέζονται πιο κοντά, αυξάνοντας τη σημασία του πεπερασμένου όγκου τους και των διαμοριακών αλληλεπιδράσεων.
2. Χαμηλή θερμοκρασία:
* Σε χαμηλές θερμοκρασίες, τα σωματίδια αερίου έχουν λιγότερη κινητική ενέργεια, καθιστώντας τις διαμοριακές δυνάμεις πιο σημαντικές.
3. Μεγάλο μοριακό μέγεθος:
* Τα μεγαλύτερα μόρια καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο και είναι πιο επιρρεπείς σε διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.
4. Ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις:
* Τα πολικά μόρια με ισχυρές δυνάμεις διπολικής διπόλης ή δεσμό υδρογόνου θα αποκλίνουν περισσότερο από την ιδανική συμπεριφορά.
Συνέπειες της μη ιδανικής συμπεριφοράς
* απόκλιση από τον ιδανικό νόμο περί αερίου:
* Ο νόμος για το ιδανικό αέριο (PV =NRT) γίνεται λιγότερο ακριβής για τα πραγματικά αέρια.
* Τα πραγματικά αέρια μπορούν να εμφανίζουν παράγοντες συμπιεστότητας (z) που αποκλίνουν σημαντικά από 1.
* Πραγματικές ιδιότητες αερίου:
* Τα πραγματικά αέρια έχουν μη γραμμικές σχέσεις πίεσης-όγκου, καθιστώντας τους υπολογισμούς πιο πολύπλοκες.
* Η υγροποίηση γίνεται δυνατή για πραγματικά αέρια υπό συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.
Παραδείγματα
* CO2: Ένα σχετικά μεγάλο μόριο με σημαντικές αλληλεπιδράσεις διπολικής διπόλης, το CO2 αποκλίνει από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις.
* υδρατμός: Τα μόρια του νερού έχουν ισχυρή δέσμευση υδρογόνου, καθιστώντας σημαντικά μη ιδανικά υδρατμούς, ιδιαίτερα κοντά στο σημείο συμπύκνωών του.
Key Takeaway
Η ιδανική συμπεριφορά αερίου είναι ένα θεωρητικό μοντέλο που απλοποιεί τη συμπεριφορά των αερίων. Τα πραγματικά αέρια παρουσιάζουν αποκλίσεις από αυτό το μοντέλο λόγω των εγγενών ιδιοτήτων των μορίων τους, ιδιαίτερα σε συνθήκες όπου οι διαμοριακές δυνάμεις και ο πεπερασμένος όγκος γίνονται σημαντικοί.
