الانحراف عن قانون الغاز المثالي
| English | العربية |
|---|---|
| real gas/rɪəl ɡæs/ | غاز حقيقي |
حيث ينهار النموذج المثالي
- المعادلة البسيطة للغاز تعمل بشكل رائع -- في معظم الأوقات.
- لكن إذا ضغطت الغاز بشدة أو برّدته، سيتصرف بطريقة غير معتادة.
- الجسيمات الحقيقية تحتل حيزاً وتتجاذب مع بعضها البعض.
- معرفة متى يفشل النموذج مفيدة مثل النموذج نفسه.
افتراضان مكسوران
- يفترض النموذج المثالي صفر حجم للجسيمات وبلا تجاذبات.
- عند الضغط العالي، يبدأ حجم الجسيمات نفسه في أن يكون مهماً.
- عند درجة الحرارة المنخفضة، تجذبها تجاذباتها لتجمع بعضها مع بعض.
حدد السببين اللذين تجعل الغازات الحقيقية تنحرف عن القانون المثالي.
الحجم الجزيئي المحدود والتجاذبات بين الجزيئات يسبب الانحرافات.
الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة
- الغاز الحقيقي ينحرف أكثر عند الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة.
- هناك تكون الجسيمات مكتظة وبطيئة.
- عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة، تتصرف الغازات وكأنها مثالية تقريباً.
تنحرف الغازات الحقيقية أكثر عن السلوك المثالي عند...
المزدحم (ضغط عالٍ) والبطيء (درجة حرارة منخفضة) هو حيث الحجم والتجاذبات مهمة.
عند ضغط منخفض ودرجة حرارة عالية، تتصرف الغازات تقريباً كمثالية.
منتشرة ومتحركة بسرعة، الجزيئات几乎 تشعر بالحجم أو التجاذبات.
أي الغازات تنحرف أكثر
- الجزيئات الكبيرة، ذات الحجم الأكبر، تنحرف أكثر.
- الجزيئات القطبية، ذات التجاذبات الأقوى، تنحرف أكثر.
- الغازات الصغيرة غير القطبية مثل الهيليوم تبقى الأقرب للمثالية.
أي غاز يتصرف كمثالي أكثر؟
الهيليوم الصغير غير القطبي له حجم ضئيل وتجاذبات ضعيفة.
الجزيئات القطبية تنحرف أكثر عن السلوك المثالي من غير القطبية.
تجاذبات أقوى بين الجزيئات القطبية تزيد الانحراف.
لماذا يدفع الغاز الحقيقي بضغط أقل مما يتنبأ $PV = nRT$ عند الضغط العالي؟
- التجاذبات تسحب الجزيئات للداخل، مما يخفف اصطداماتها بالجدران.
- لذلك يكون الضغط المقاس أقل قليلاً من المثالي.
عندما تتوقف الغازات عن أن تكون مثالية
صنف كل حالة بناءً على ما إذا كان الغاز الحقيقي يتصرف تقريباً كمثالي أو ينحرف.
التجاذبات بين الجزيئات الحقيقية تجعل الضغط المقاس...
الشدات الداخلية تخفف اصطدام الجدران، مما يخفض الضغط.
ينحرف الغاز الحقيقي أكثر تماماً عندما يكون مكتظاً ($P$ عالي) وبطيئاً ($T$ منخفض) -- وهي عكس الظروف المثالية. مهمتان للتصحيح: الحجم المحدود للجزيئات والتجاذبات بينها. والغازات الصغيرة والخفيفة وغير القطبية تتصرف بأكثر مثالية.
الغاز الحقيقي ينحرف عن $PV = nRT$ لأن جزيئاته تشغل حيزًا وتنجذب إلى بعضها البعض. تكون الانحرافات أكبر عند الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة، وأسوأ للجزيئات الكبيرة أو القطبية. عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة العالية، أو للغازات الصغيرة غير القطبية، يعمل قانون الغاز المثالي بشكل جيد.