Бодит хий: идеалаас хазайсан

Бодит хий: идеалаас хазайсан
Бодит хий: идеалаас хазайсан
Anonim

Химичид болон физикчдийн дунд "жинхэнэ хий" гэсэн нэр томъёог ийм хий гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн шинж чанар нь тэдгээрийн молекул хоорондын харилцан үйлчлэлээс шууд хамаардаг. Хэдийгээр ямар ч тусгай лавлах номноос эдгээр бодисын нэг моль хэвийн нөхцөлд, тогтвортой байдалд ойролцоогоор 22.41108 литр эзэлдэг болохыг уншиж болно. Ийм мэдэгдэл нь зөвхөн "хамгийн тохиромжтой" гэж нэрлэгддэг хийнүүдийн хувьд үнэн бөгөөд Клапейроны тэгшитгэлийн дагуу молекулуудын харилцан таталцал, түлхэлтийн хүч үйлчилдэггүй бөгөөд сүүлийнх нь эзэлдэг эзэлхүүн нь үл тоомсорлодог утга юм..

бодит хийнүүд
бодит хийнүүд

Мэдээж ийм бодис байгальд байдаггүй учраас энэ бүх аргумент, тооцоолол нь цэвэр онолын шинжтэй. Гэвч идеалийн хуулиас нэг хэмжээгээр хазайсан бодит хийнүүд үргэлж олддог. Ийм бодисын молекулуудын хооронд харилцан таталцлын хүч үргэлж байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн эзэлхүүн нь өөр өөр байдаг гэсэн үг юм.төгс загварыг гаргаж авсан. Түүнээс гадна бүх бодит хийнүүд идеалаас өөр өөр зэрэгтэй байдаг.

Гэхдээ энд маш тодорхой хандлага ажиглагдаж байна: бодисын буцлах цэг Цельсийн 0 хэмд ойртох тусам энэ нэгдэл нь хамгийн тохиромжтой загвараас ялгаатай байх болно. Голландын физикч Йоханнес Диедерик ван дер Ваалсын эзэмшдэг бодит хийн төлөвийн тэгшитгэлийг 1873 онд тэрээр гаргажээ. (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT хэлбэртэй энэ томьёог дараахтай харьцуулсан. Туршилтаар тодорхойлсон Клапейроны тэгшитгэл (pV=nRT). Эдгээрийн эхнийх нь молекулын харилцан үйлчлэлийн хүчийг харгалзан үздэг бөгөөд үүнд зөвхөн хийн төрөл төдийгүй түүний эзэлхүүн, нягтрал, даралт нөлөөлдөг. Хоёрдахь нэмэлт өөрчлөлт нь бодисын молекул жинг тодорхойлдог.

Бодит хийн төлөвийн тэгшитгэл
Бодит хийн төлөвийн тэгшитгэл

Эдгээр тохируулга нь хийн өндөр даралттай үед хамгийн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, азотын хувьд 80 атм-ийн үзүүлэлтээр. Тооцоолол нь хамгийн тохиромжтой хэмжээнээс таван хувиар ялгаатай байх бөгөөд даралт дөрвөн зуун атмосфер хүртэл нэмэгдэхэд ялгаа аль хэдийн зуун хувь болно. Эндээс харахад хамгийн тохиромжтой хийн загварын хуулиуд маш ойролцоо байна. Тэдгээрээс хазайх нь тоон болон чанарын аль алинд нь байдаг. Эхнийх нь бүх бодит хийн бодисуудад Клапейроны тэгшитгэл ажиглагдаж байгаагаар илэрдэг. Чанарын хазайлт илүү гүнзгий байна.

Бодит хий нь сайн хувирах боломжтой башингэн болон хатуу нэгтгэх төлөвт шилжих бөгөөд хэрэв тэд Клапейроны тэгшитгэлийг чанд дагаж мөрдвөл боломжгүй болно. Ийм бодис дээр үйлчилдэг молекул хоорондын хүч нь янз бүрийн химийн нэгдлүүд үүсэхэд хүргэдэг. Дахин хэлэхэд онолын хувьд хамгийн тохиромжтой хийн системд энэ нь боломжгүй юм. Ийм байдлаар үүссэн холбоог химийн болон валентийн холбоо гэж нэрлэдэг. Жинхэнэ хий ионжсон тохиолдолд түүний дотор Кулоны таталцлын хүч гарч эхэлдэг бөгөөд энэ нь жишээлбэл, бараг төвийг сахисан ионжуулсан бодис болох плазмын зан төлөвийг тодорхойлдог. Энэ нь ялангуяа плазмын физик нь астрофизик, радио долгионы дохионы тархалтын онол, хяналттай цөмийн болон термоядролын урвалын асуудалд маш өргөн хэрэглэгддэг, асар хурдацтай хөгжиж буй шинжлэх ухааны салбар болж байгаатай холбоотой юм.

Бодит хийн изотермууд
Бодит хийн изотермууд

Бодит хий дэх химийн холбоо нь мөн чанараараа молекулын хүчнээс бараг ялгаагүй. Эдгээр болон бусад зүйлс хоёулаа үндсэн цэнэгүүдийн хоорондох цахилгаан харилцан үйлчлэлд буурдаг бөгөөд үүнээс бүхэл бүтэн атом ба молекулын бүтцийг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч молекул болон химийн хүчний талаар бүрэн ойлголттой болох нь зөвхөн квант механик бий болсноор боломжтой болсон.

Голландын физикчдийн тэгшитгэлд нийцсэн материйн төлөв бүрийг практикт хэрэгжүүлэх боломжгүй гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх нь зүйтэй. Энэ нь мөн тэдний термодинамик тогтвортой байдлын хүчин зүйлийг шаарддаг. Бодисын ийм тогтвортой байдлын чухал нөхцлүүдийн нэг нь дотор байдагИзотермийн даралтын тэгшитгэлд биеийн нийт эзэлхүүн буурах хандлагыг хатуу ажиглах ёстой. Өөрөөр хэлбэл, V-ийн утга өсөхөд бодит хийн бүх изотермууд тогтвортой буурах ёстой. Үүний зэрэгцээ, ван дер Ваалсын изотермаль талбай дээр температурын эгзэгтэй тэмдэгээс доогуур өсөх хэсгүүд ажиглагдаж байна. Ийм бүсэд байрлах цэгүүд нь практикт хэрэгжих боломжгүй материйн тогтворгүй төлөвтэй тохирч байна.

Зөвлөмж болгож буй: