Прави гасови: одступање од идеала
Термин "стварни гасови" између хемичара и физичараУобичајено је назвати такве гасове, чија својства најизражније зависе од њихове интермолекуларне интеракције. Иако се у специјализованом приручнику може прочитати да један мол ових супстанци у нормалним условима и стабилном стању заузима запремину од приближно 22,41108 литара. Овакво тврдјење важи само за тзв. "Идеалне" гасове, за које, према Цлапеироновој једначини, силе узајамног привлачења и одбијања молекула не дјелују, а запремина која је заузела ова друга је занемарљиво мала.
Наравно, такве супстанце у природи нисупостоји, стога сви ови аргументи и прорачуни имају чисто теоријску оријентацију. Али стварни гасови, који у извесној мери одступају од закона идеалности, најчешће се пронађу. Између молекула таквих супстанци увек постоје силе узајамне привлачности, из чега произлази да се њихова запремина разликује од савршеног модела изведеног. И сви стварни гасови имају различите степене одступања од идеала.
Али овде се види врло јаснотренд: Што је тачка кључања супстанце близу 0 степени Целзијуса, јача ће ова веза бити од идеалног модела. Једначина стања стварног гаса, која припада холандском физичару Јоханнесу Диедерику ван дер Ваалсу, добила је 1873. године. У овој формули, имајући облик (п + н2а / В2) (В - нб) = нРТ, два веома значајнакорекције у поређењу са Цлапеироновом једначином (пВ = нРТ), одређена експериментално. Први од њих узима у обзир силе молекуларне интеракције, на које утиче не само врста гаса, већ и његова запремина, густина и притисак. Друга корекција одређује молекуларну масу супстанце.
Најважнија улога ових прилагођавањадобијају гасове под високим притиском. На пример, за азот са брзином од 80 атм. калкулације ће се разликовати од идеала за око пет одсто, а са повећањем притиска на четири стотине атмосфера, разлика ће постићи сто посто. Слиједи да су закони модела идеалног гаса врло приближни. Одступање од њих је квантитативно и квалитативно. Први се манифестује у чињеници да је Цлапеиронова једначина задовољна за све праве гасне супстанце врло отприлике. Ретреати квалитативне природе су много дубљи.
Прави гасови се могу претворити утечно и у чврстом стању агрегације, што би било немогуће ако строго прате Цлапеиронову једначину. Интермолекуларне силе које делују на такве супстанце доводе до стварања различитих хемијских једињења. Ово је поново немогуће у теоријском идеалном гасном систему. Ове формиране везе називају се хемијском или валентном. У случају када је прави гас јонизован, снаге Цоуломбове привлачности почињу да се манифестују, које одређују понашање, на пример, плазме, која је квази-неутрална јонизована супстанца. Ово је нарочито релевантно у свјетлу чињенице да је данас физика плазме обимна, брзо развијајућа научна дисциплина, која има изузетно широку примјену у астрофизици, теорији пропагације радио-таласних сигнала, у проблему контролисаних нуклеарних и термонуклеарних реакција.
Хемијске везе у стварним гасовима од стране њиховихПрирода се практично не разликује од молекуларних сила. И они и други у великој мери сведени су на електричну интеракцију између елементарних оптерећења, из којих је изграђена цела атомска и молекуларна структура материје. Међутим, потпуно разумевање молекуларних и хемијских сила постало је могуће само с појавом квантне механике.
Морамо признати да то није свака ствар материјеу складу са једнаџбом холандског физичара, може се применити у пракси. За то је потребан и фактор њихове термодинамичке стабилности. Један од важних услова за такву стабилност супстанце јесте то што се тенденција смањења укупног волумена тела мора строго поштовати у једначини изотермичког притиска. Другим речима, како се повећава вредност В, све изотерме стварног гаса треба стално смањивати. У међувремену, на изотермичким графиконима ван дер Ваалса испод критичне температуре долази се растућа подручја. Тачке које леже у таквим зонама одговарају нестабилном стању супстанце, што се у пракси не може реализовати.
