1.7
تتصرف الغازات بشكل شبه مثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة العالية لأن جزيئاتها تبقى متباعدة جدا، مما يجعل الجذب والتنافورات بين الجزيئات ضئيلة. تحت هذه الظروف، يتبع الغاز عن كثب المعادلة pVm = RT، حيث Vm هو الحجم المولي للغاز.
ومع ذلك، تتبع الغازات الحقيقية معادلة فان دير فال لأنها تنحرف عن المثالية عند الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة، حيث تصبح القوى بين الجزيئات والحجم الذي تشغله الجزيئات ذات دلالة.
لقياس هذا الانحراف للغازات عن السلوك المثالي، يعرف عامل الانضغاط، Z، بأنه نسبة الحجم المولي للغاز الحقيقي إلى حجم الغاز المثالي تحت نفس الظروف.
بالنسبة للغاز المثالي، Z يساوي واحد عند جميع الضغوط. بالنسبة للغازات الحقيقية، يقارب Z واحد عند ضغوط منخفضة جدا، ويتجاوز واحد عند الضغوط العالية، بينما Z أقل من واحد لمعظم الغازات عند الضغوط المتوسطة.
معادلة الحالة الفيريالية تحسن قانون الغاز المثالي بإضافة حدود لمتغيرات الضغط.
يستخدم Z ومعاملات فيرالية تعتمد على درجة الحرارة لقياس الانحرافات عن سلوك الغاز المثالي.
الغازات الحقيقية لا تلتزم تماما بقوانين الغاز المثالية، خاصة عند الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة أو عندما تكون على وشك التكثف إلى سائل. تحدث هذه الانحرافات بسبب قوى بين جزيئات الغاز. القوى التنافرية تساعد في التمدد وتكون مهمة عندما تكون الجزيئات قريبة جدا من بعضها البعض، عادة عند ضغط عال. القوى الجاذبة تساعد على الضغط ولها مدى أطول، حيث تكون فعالة عبر عدة أقطار جزيئية. تصبح هذه النقاط مهمة عندما تكون الجزيئات قريبة ولكن ليست بالضرورة متلامسة، وتقل عندما تكون الجزيئات متباعدة.
عند الضغوط المنخفضة، حيث تكون الجزيئات متباعدة بشكل واسع والتفاعلات بين الجزيئات ضئيلة، تتصرف الغازات بشكل شبه مثالي. عند الضغوط المتوسطة، تتجاوز القوى الجاذبة القوى التنافرية، مما يجعل الغاز أكثر قابلية للانضغاط من الغاز المثالي. عند الضغوط العالية، تهيمن القوى النفورية، مما يجعل الغاز أقل قابلية للانضغاط.
يستخدم عامل الضغط، Z، لقياس انحراف الغاز الحقيقي عن السلوك المثالي. هي نسبة الحجم المولي المقاس للغاز إلى الحجم المولي للغاز المثالي عند نفس الضغط ودرجة الحرارة. الغاز المثالي له Z = 1 عند جميع الضغوط. الغازات الحقيقية لها Z ≈ 1 عند ضغوط منخفضة جدا، وتتصرف بشكل شبه مثالي. عند الضغوط العالية، Z > 1 بسبب القوى التنافرية السائدة، وعند الضغوط المتوسطة، يكون لدى معظم الغازات Z < 1، مما يشير إلى أن القوى الجاذبة تقلل من الحجم المولي مقارنة بحجم الغاز المثالي.
قانون الغاز المثالي (pVm = RT) هو تقريب أول جيد للغازات الحقيقية عند درجات حرارة عالية وأحجام مولر كبيرة. معادلة الحالة الفيروية تحسن ذلك بإضافة مصطلحات لمتغيرات الضغط. عامل الضغط، Z، والمعاملات الفيريالية، التي تعتمد على درجة الحرارة، تقيس الانحرافات عن السلوك المثالي. على الرغم من أن الغاز الحقيقي قد يتوافق مع سلوك الغاز المثالي عند الضغوط المنخفضة، إلا أن ليس كل خصائصه تتطابق بالضرورة مع خصائص الغاز المثالي. درجة حرارة بويل هي حيث تتطابق خصائص الغاز الحقيقي مع الغاز المثالي مع اقتراب الضغط من الصفر.
تتصرف الغازات بشكل شبه مثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة العالية لأن جزيئاتها تبقى متباعدة جدا، مما يجعل الجذب والتنافورات بين الجزيئات ضئيلة. تحت هذه الظروف، يتبع الغاز عن كثب المعادلة pVm = RT، حيث Vm هو الحجم المولي للغاز.
ومع ذلك، تتبع الغازات الحقيقية معادلة فان دير فال لأنها تنحرف عن المثالية عند الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة، حيث تصبح القوى بين الجزيئات والحجم الذي تشغله الجزيئات ذات دلالة.
لقياس هذا الانحراف للغازات عن السلوك المثالي، يعرف عامل الانضغاط، Z، بأنه نسبة الحجم المولي للغاز الحقيقي إلى حجم الغاز المثالي تحت نفس الظروف.
بالنسبة للغاز المثالي، Z يساوي واحد عند جميع الضغوط. بالنسبة للغازات الحقيقية، يقارب Z واحد عند ضغوط منخفضة جدا، ويتجاوز واحد عند الضغوط العالية، بينما Z أقل من واحد لمعظم الغازات عند الضغوط المتوسطة.
معادلة الحالة الفيريالية تحسن قانون الغاز المثالي بإضافة حدود لمتغيرات الضغط.
يستخدم Z ومعاملات فيرالية تعتمد على درجة الحرارة لقياس الانحرافات عن سلوك الغاز المثالي.
From Chapter 1:
Now Playing
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
218 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
842 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
366 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
445 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
240 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
247 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
211 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
322 Views