ο χημεία Είναι η επιστήμη που μελετά τη σύνθεση και τους μετασχηματισμούς που μπορούν να συμβούν στην ύλη, σε οποιαδήποτε από τις μορφές της. Ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς σπουδών στη χημεία είναι αυτός του αέρια, καθώς είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ανάλυση της συμπεριφοράς τους στη Γη.
Τα αέρια, όπως προορίζεται σε όλη την πειθαρχία, πρέπει να εξηγούνται μέσω εξισώσεων και άλλων μαθηματικών και στατιστικών στοιχείων, τα οποία σε κάθε περίπτωση διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του αερίου και τις συνθήκες γύρω από αυτό. Λόγω της πολυπλοκότητας αυτών των υπολογισμών, ο χημικός Jan van Helmont (ο ίδιος που επινόησε την έννοια του αερίου) συνέταξε έναν διάσημο Νόμο, ο οποίος γενικεύει τάση για συμπεριφορά αερίου, στη σχέση της μεταξύ κινητικής ενέργειας και θερμοκρασίας.
ο Ο νόμος του Βαν Χέλμοντ, στην απλούστερη έκδοση, δείχνει ότι σε σταθερή θερμοκρασία ο όγκος μίας σταθερής μάζας αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος με την πίεση που ασκεί: P * V = k σταθερά. Ωστόσο, όπως κάθε επιστημονική συμβολή, πρέπει να είναι σε θέση να συγκεντρωθεί και να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της, η οποία διαπιστώθηκε ότι δεν συμβαίνει σε όλες τις περιπτώσεις.
Το συμπέρασμα που επιτεύχθηκε είναι ότι δεν είναι λάθος ο Νόμος, αλλά ότι λειτούργησε μόνο για ένα θεωρητικό αέριο, μια υπόθεση αερίου στο οποίο τα μόρια δεν καταρρέουν μεταξύ τους, έχει πάντα τον ίδιο αριθμό μορίων που καταλαμβάνουν τον ίδιο όγκο στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας και δεν έχει ελκυστικές ή απωθητικές δυνάμεις.
ο ιδανικό αέριο, παρά το γεγονός ότι δεν αντιπροσωπεύει ένα αέριο που υπάρχει πραγματικά, είναι ένα εργαλείο για τη διευκόλυνση μεγάλου αριθμού μαθηματικών υπολογισμών.
ο γενική εξίσωση ιδανικών αερίωνΕπιπλέον, προκύπτει από το συνδυασμό δύο άλλων θεμελιωδών νόμων για τη χημεία, ο οποίος επίσης υποθέτει ότι τα αέρια συμμορφώνονται με τα χαρακτηριστικά των ιδανικών αερίων. Ο νόμος του Boyle-Mariotte σχετίζεται με τον όγκο και την πίεση μιας ποσότητας αερίου σε σταθερή θερμοκρασία, δεδομένου ότι είναι αντιστρόφως ανάλογες. Ο νόμος του Καρόλου - Gay Lussac συσχετίζει τον όγκο και τη θερμοκρασία, βλέποντας ότι είναι άμεσα ανάλογοι με σταθερή πίεση.
Δεν είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα συγκεκριμένη λίστα ιδανικών αερίων, γιατί όπως ειπώθηκε είναι μοναδικό υποθετικό αέριο. Εάν μπορείτε να απαριθμήσετε ένα σύνολο αερίων (συμπεριλαμβανομένων ευγενών αερίων) των οποίων η επεξεργασία μπορεί να είναι ίδια με εκείνη των ιδανικών αερίων, επειδή τα χαρακτηριστικά είναι παρόμοια, αρκεί οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας να είναι φυσιολογικές.
- Αζωτο
- Οξυγόνο
- Υδρογόνο
- Διοξείδιο του άνθρακα
- Ήλιο
- Νέο
- Αργόν
- Κρυπτόν
- Ξένο
- Ραδόνιο
ο πραγματικά αέρια Είναι, σε αντίθεση με τα ιδανικά, εκείνα που έχουν θερμοδυναμική συμπεριφορά και επομένως δεν ακολουθούν την ίδια εξίσωση της κατάστασης με τα ιδανικά αέρια. Σε υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία, τα αέρια πρέπει αναπόφευκτα να θεωρούνται πραγματικά. Στην περίπτωση αυτή το αέριο λέγεται ότι βρίσκεται σε κατάσταση υψηλής πυκνότητας.
ο ουσιαστική διαφορά μεταξύ ιδανικού αερίου και πραγματικού αερίου είναι ότι το τελευταίο δεν μπορεί να συμπιεστεί επ 'αόριστον, αλλά μάλλον η ικανότητα συμπίεσης του σχετίζεται με τα επίπεδα πίεσης και θερμοκρασίας.
ο πραγματικά αέρια Έχουν επίσης μια εξίσωση κατάστασης που περιγράφει τη συμπεριφορά τους, που είναι αυτή που παρέχεται από Ο Van der waals το 1873. Η εξίσωση έχει αρκετά υψηλή σκοπιμότητα υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης και τροποποιεί σε κάποιο βαθμό την ιδανική εξίσωση αερίου: P * V = n * R * T, όπου n είναι ο αριθμός γραμμομορίων του αερίου, και R μια σταθερά που ονομάζεται «σταθερά αερίου».
Τα αέρια που δεν συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο με τα ιδανικά αέρια ονομάζονται πραγματικά αέρια. Η ακόλουθη λίστα δείχνει μερικά παραδείγματα αυτών των αερίων, αν και αυτά που έχουν ήδη καταχωριστεί ως ιδανικά αέρια μπορούν επίσης να προστεθούν, αλλά αυτή τη φορά σε ένα πλαίσιο υψηλής πίεσης ή / και χαμηλής θερμοκρασίας.
- Αμμωνία
- Μεθάνιο
- Αιθάνιο
- Αιθίνη
- Προπάνιο
- Βουτάνιο
- Πεντάνιο
- Βενζόλιο
