Ιδανική συμπεριφορά του νόμου αερίου των πραγματικών αερίων κάτω;

Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά του νόμου του φυσικού αερίου υπό ορισμένες συνθήκες. Ακολουθεί μια κατανομή του πότε και γιατί:

συνθήκες που οδηγούν σε απόκλιση από τον ιδανικό νόμο περί αερίου:

* υψηλή πίεση: Σε υψηλή πίεση, τα μόρια αερίου αναγκάζονται πιο κοντά. Αυτό αυξάνει τη συχνότητα των συγκρούσεων, καθιστώντας πιο σημαντικές τις διαμοριακές δυνάμεις (όπως οι δυνάμεις van der Waals). Αυτές οι δυνάμεις, που αγνοούνται στον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο, προκαλούν το αέριο να συμπεριφέρεται λιγότερο ιδανικά.

* Χαμηλή θερμοκρασία: Σε χαμηλές θερμοκρασίες, τα μόρια αερίου κινούνται πιο αργά. Αυτό σημαίνει ότι περνούν περισσότερο χρόνο κοντά ο ένας στον άλλο, αυξάνοντας την επιρροή των διαμοριακών δυνάμεων. Και πάλι, αυτές οι δυνάμεις παραμελούνται στον ιδανικό νόμο περί αερίου, οδηγώντας σε αποκλίσεις.

Λόγοι απόκλισης:

* Διαμοριακές δυνάμεις: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο δεν αναλαμβάνει διαμοριακές δυνάμεις. Στην πραγματικότητα, τα πραγματικά αέρια βιώνουν ελκυστικές δυνάμεις (όπως οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου) και οι απωθητικές δυνάμεις (λόγω σύννεφων ηλεκτρονίων). Αυτές οι δυνάμεις επηρεάζουν την πίεση και τον όγκο, οδηγώντας σε αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά.

* πεπερασμένο μοριακό μέγεθος: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο προϋποθέτει ότι τα μόρια αερίου έχουν αμελητέο όγκο. Στην πραγματικότητα, τα μόρια έχουν πεπερασμένο μέγεθος. Αυτό σημαίνει ότι ο διαθέσιμος όγκος για να καταλάβει το αέριο είναι ελαφρώς μικρότερος από τον όγκο του δοχείου, οδηγώντας σε αποκλίσεις.

Πώς να υπολογίσετε τις αποκλίσεις:

Έχουν αναπτυχθεί αρκετές εξισώσεις κατάστασης (όπως η εξίσωση van der Waals) για να υπολογίσουν αυτές τις αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά του φυσικού αερίου. Αυτές οι εξισώσεις εισάγουν παράγοντες διόρθωσης για να ληφθούν υπόψη οι διαμοριακές δυνάμεις και το πεπερασμένο μοριακό μέγεθος.

Συνοπτικά:

Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο παρέχει μια καλή προσέγγιση για τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας. Ωστόσο, όταν η πίεση είναι υψηλή ή η θερμοκρασία είναι χαμηλή, τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν σημαντικά από την ιδανική συμπεριφορά λόγω των διαμοριακών δυνάμεων και του πεπερασμένου μοριακού μεγέθους.