Nwyon Real: wyro oddi wrth ideality

Mae'r term "nwyon real" ymysg fferyllfeydd a ffisegwyr a elwir nwyon eiddo o'r fath sydd yn dibynnu'n uniongyrchol ar eu rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd. Er y gall unrhyw cyfeiriadur arbenigol eu darllen mai un môl o'r sylwedd o dan amodau arferol a'r cyflwr sefydlog yn llenwi cyfaint o tua 22.41108 litr. Mae'r datganiad hwn yn wir yn unig ar gyfer nwyon "delfrydol" hyn a elwir y mae, yn ôl hafaliad Clapeyron, nid yn gweithredu grym atynnol cilyddol a gwrthyrru y moleciwlau, a faint a feddiannir gan yr olaf yn negligibly fach.

Wrth gwrs, nid y sylweddau hyn yn bodoli, felly yr holl ddadleuon a chyfrifiadau hyn yn cyfeiriadedd damcaniaethol yn unig. Ond mae'r nwyon go iawn, sydd i ryw raddau gwyro oddi wrth y cyfreithiau delfrydol yn aml iawn. Rhwng y moleciwlau o'r sylweddau hyn bob amser yn rym bresennol o atyniad ddwy ochr, sy'n golygu bod eu cyfaint ychydig yn wahanol i'r model perffaith casglu. Ar ben hynny, yr holl nwyon go iawn ohonom wahanol raddau o wyro oddi wrth ideality.

Ond yma mae'n olrhain tuedd gwbl glir: yr uchaf pwynt berwi sylweddau yn agos i sero gradd canradd, y mwyaf y cyfansoddyn yn amrywio o'r model delfrydol. Hafaliad cyflwr o nwyon go iawn sy'n eiddo i'r ffisegydd Iseldiroedd Johannes Diederik grymoedd van der Waals, cawsant eu tynnu'n ôl yn 1873. Yn y fformiwla hon, sydd â'r ffurflen (p + N ² o / V ²⁾ (V - DS) = nRT , cyflwynodd ddau newid sylweddol iawn o gymharu â'r hafaliad Clapeyron (pV = nRT), a bennir yn arbrofol. Mae'r un cyntaf yn ystyried y grymoedd o ryngweithio moleciwlaidd, sy'n effeithio nid yn unig ar y math o nwy, ond hefyd ei gyfaint, dwysedd a phwysau. Mae'r ail cywiriad yn cael ei bennu gan y pwysau moleciwlaidd y sylwedd.

Mae'r addasiadau rôl bwysicaf yn caffael data ar nwy pwysedd uchel. Er enghraifft, ar gyfer nitrogen ar 80 atmosffer ddehonglwr. Bydd cyfrifiadau fod yn wahanol i'r ddelfryd gan tua phump y cant, tra bod y pwysau yn cynyddu i wahaniaeth pedwar awyrgylch eisoes wedi cyrraedd gant y cant. Mae'n dilyn bod y deddfau y model nwy delfrydol yn rhai bras. Rhanddirymiad oddi wrthynt yw meintiol ac ansoddol. Mae'r cyntaf yn amlygu ei hun yn y ffaith fod yr hafaliad Clapeyron dal ar gyfer yr holl nwy go fras iawn. Retreat yn ansoddol llawer dyfnach.

Gall nwyon Real yn dda yn cael ei thrawsnewid mewn hylif a solet cyflwr agregu, a fyddai'n amhosibl yn eu cadw'n gaeth at y hafaliad Clapeyron. grymoedd rhyngfoleciwlaidd gweithredu ar ddeunyddiau o'r fath yn arwain at ffurfio cyfansoddion cemegol gwahanol. Mae hyn ni all eto yn y system nwy delfrydol damcaniaethol. Mae'r cyfathrebu felly ffurfiwyd o'r enw cemegol neu falens. Yn yr achos lle mae'r gwir nwy yn cael ei ionized, ynddi dechrau ymddangos grymoedd atyniad Coulomb sy'n pennu ymddygiad, ee, yn plasma, sydd yn lled rywogaethau ïonig niwtral. Mae hyn yn arbennig o wir o ystyried y ffaith bod y ffiseg plasma heddiw yn, sy'n datblygu'n gyflym disgyblaeth wyddonol helaeth, sydd â cais eang dros ben mewn astroffiseg, theori signalau tonnau radio, a'r broblem o niwclear a reolir adweithiau ymasiad.

Nid yw bondiau cemegol mewn nwyon real oherwydd eu natur yn wahanol i'r lluoedd moleciwlaidd. Mae'r rhai a eraill llai yn bennaf at y rhyngweithio trydanol rhwng y taliadau atomig, pob un ohonynt yn cael eu hadeiladu adeiledd atomig a moleciwlaidd y sylwedd. Fodd bynnag, roedd dealltwriaeth gyflawn o'r lluoedd moleciwlaidd a chemegol bosib dim ond gyda dyfodiad o mecaneg cwantwm.

Mae'n rhaid i ni gyfaddef nad pob cyflwr o fater sy'n gydnaws â hafaliad y ffisegydd Iseldiroedd, y gellir eu rhoi ar waith yn ymarferol. Mae hyn yn gofyn hefyd yn ffactor o'u sefydlogrwydd thermodynamig. Un o'r amodau pwysig megis asiantau sefydlogrwydd yw bod yn rhaid eu dilyn tuedd i leihau cyfanswm y corff yn llym yn yr hafaliad gwasgedd isothermal. Mewn geiriau eraill, gyda mwy a mwy gwerthoedd V dylai'r holl isotherms o nwy go iawn yn disgyn yn raddol. Yn y cyfamser, ar y isothermal siart Van der Waals heddluoedd yn is na'r lefel tymheredd feirniadol o'r dogn cynyddol yn cael eu dilyn. Mae'r pwyntiau yn y parthau hyn yn cyfateb i'r cyflwr ansefydlog y sylwedd, sydd yn ymarferol na ellir eu gwireddu.