Οι κινητικές μοριακές θεωρητικές υποθέσεις αποτυγχάνουν σε υψηλή πίεση;
1. Αμελητέος όγκος σωματιδίων αερίου:
- Το KMT υποθέτει ότι τα σωματίδια αερίου έχουν αμελητέα όγκο σε σύγκριση με τον όγκο του δοχείου. Σε υψηλή πίεση, τα σωματίδια αερίου συμπιέζονται πιο κοντά και ο όγκος τους γίνεται σημαντικός σε σχέση με τον όγκο του δοχείου. Αυτό σημαίνει ότι οι διαμοριακές δυνάμεις τους γίνονται πιο αξιοσημείωτες και ο ιδανικός νόμος αερίου (ο οποίος προέρχεται από το KMT) γίνεται λιγότερο ακριβής.
2. Χωρίς διαμοριακές δυνάμεις:
- Το KMT δεν αναλαμβάνει ελκυστικές ή απωθητικές δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων αερίου. Σε υψηλή πίεση, τα μόρια είναι αρκετά κοντά ώστε αυτές οι δυνάμεις να γίνουν σημαντικές. Αυτές οι δυνάμεις επηρεάζουν τη συμπεριφορά του αερίου, καθιστώντας την αποκλίνει από την ιδανική συμπεριφορά αερίου που προβλέπεται από την KMT.
3. Ελαστικές συγκρούσεις:
- Το KMT προϋποθέτει ότι οι συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων αερίου είναι απόλυτα ελαστικές, που σημαίνει ότι δεν έχει χαθεί ενέργεια. Σε υψηλή πίεση, οι συγκρούσεις γίνονται πιο συχνές και ενεργητικές. Κάποια ενέργεια μπορεί να χαθεί κατά τη διάρκεια αυτών των συγκρούσεων, ειδικά αν υπάρχουν διαμοριακές δυνάμεις, καθιστώντας τις συγκρούσεις λιγότερο τέλεια ελαστικές.
4. Η μέση κινητική ενέργεια εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία:
- Το KMT υποθέτει ότι η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων αερίου είναι άμεσα ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία. Σε υψηλή πίεση, τα σωματίδια είναι πιο κοντά και οι αλληλεπιδράσεις τους μπορούν να οδηγήσουν σε μικρή αύξηση της μέσης κινητικής τους ενέργειας ακόμη και σε σταθερή θερμοκρασία.
Συνέπειες της αποτυχίας KMT σε υψηλή πίεση:
* Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά αερίου: Ο ιδανικός νόμος για το αέριο, που προέρχεται από το KMT, προβλέπει μια γραμμική σχέση μεταξύ πίεσης και όγκου σε σταθερή θερμοκρασία. Ωστόσο, τα πραγματικά αέρια δείχνουν μια μη γραμμική σχέση σε υψηλή πίεση, όπου ο όγκος είναι μικρότερος από τον προβλεπόμενο από τον ιδανικό νόμο περί αερίου.
* Εξίσωση van der waals: Για να ληφθούν υπόψη οι αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά αερίου σε υψηλή πίεση, οι επιστήμονες ανέπτυξαν εξισώσεις όπως η εξίσωση Van der Waals, η οποία περιλαμβάνει διορθώσεις για διαμοριακές δυνάμεις και όγκο πεπερασμένων σωματιδίων.
Συνοπτικά: Η κινητική μοριακή θεωρία είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση της συμπεριφοράς του φυσικού αερίου, αλλά είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι οι υποθέσεις της είναι απλουστεύσεις και καταρρέουν υπό ακραίες συνθήκες όπως η υψηλή πίεση.
