Γιατί οι επιστήμονες μπορούν να αγνοήσουν τις δυνάμεις έλξης μεταξύ των σωματιδίων σε ένα αέριο υπό συνηθισμένη κατάσταση;
* Ιδανικός νόμος αερίου: Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο είναι μια απλούστευση που δεν προϋποθέτει δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων. Είναι ένα χρήσιμο μοντέλο για πολλούς υπολογισμούς, αλλά δεν είναι απολύτως ακριβές.
* Πραγματικά αέρια: Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από τον ιδανικό νόμο περί αερίου λόγω των δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων. Αυτή η απόκλιση γίνεται πιο έντονη σε υψηλότερες πιέσεις (Τα σωματίδια είναι πιο κοντά) και χαμηλότερες θερμοκρασίες (Τα σωματίδια κινούνται πιο αργά και οι δυνάμεις έχουν περισσότερο χρόνο για να δράσουν).
* Εξίσωση van der waals: Για να ληφθούν υπόψη η πραγματική συμπεριφορά φυσικού αερίου, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την εξίσωση van der Waals. Αυτή η εξίσωση περιλαμβάνει όρους για τη διόρθωση της έλξης μεταξύ των σωματιδίων και του όγκου που καταλαμβάνουν τα ίδια τα σωματίδια.
Γιατί το αποτέλεσμα είναι συχνά αμελητέο;
Ενώ υπάρχουν δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων, είναι αδύναμες σε σύγκριση με την κινητική ενέργεια των σωματιδίων αερίου υπό συνηθισμένες συνθήκες. Αυτό σημαίνει:
* Υψηλή κινητική ενέργεια: Τα σωματίδια κινούνται γρήγορα και οι συγκρούσεις τους κυριαρχούνται από απωθητικές δυνάμεις μικρής εμβέλειας.
* μεγάλες αποστάσεις: Τα σωματίδια είναι πολύ μακριά, ελαχιστοποιώντας τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους.
Συμπέρασμα:
Οι επιστήμονες δεν μπορούν να αγνοήσουν εντελώς τις δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων, αλλά η επίδρασή τους είναι συχνά αρκετά μικρό για να θεωρηθεί αμελητέο για πολλές πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, για ακριβείς προβλέψεις, ειδικά υπό ακραίες συνθήκες (υψηλή πίεση, χαμηλή θερμοκρασία), αυτές οι δυνάμεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη χρησιμοποιώντας πιο εξελιγμένα μοντέλα όπως η εξίσωση Van der Waals.
