実際のガス：理想からの逸脱

化学者と物理学者の間の「実ガス」という用語そのようなガスを、その分子間相互作用に最も直接的に依存する特性と呼ぶことが通例である。いずれの特殊な参考書でも、通常の状態および定常状態でこれらの物質1モルが約22.41108リットルの体積を占めることが読み取れるが、このような主張は、Clapeyron方程式によれば、分子の相互引力および反発力は作用せず、後者が占有する体積は無視できるほど小さい、いわゆる「理想」ガスに対してのみ有効である。

もちろん、そのような物質は自然界に存在しません。これらの議論と計算はすべて純粋に理論的な方向性を持っています。しかし、ある程度、理想の法則から逸脱している実際のガスは、非常に頻繁に見つかる。そのような物質の分子の間には常に相互の引き合いの力があり、そこから、それらの体積は、得られた完全なモデルと幾分か異なる。そして、すべての実際のガスは、理想からの逸脱の程度が異なります。

しかし、ここで私たちは非常に明確に見ることができます傾向：物質の沸点が0℃に近いほど、この接続は理想的なモデルからより強くなります。オランダの物理学者Johannes Diederik van der Waalsに属する実ガスの状態方程式は1873年に彼によって導出された。この式において、（p + n²a / V²）（V-nb）= nRT、2つの非常に有意な実験的に決定されたClapeyron方程式（pV = nRT）との比較による補正。最初のものは、分子の相互作用の力を考慮し、気体の種類だけでなく、その体積、密度、圧力によっても影響されます。第2の補正は物質の分子量を決定する。

これらの調整の最も重要な役割それらは高圧でガスを得る。例えば、80気圧の窒素では、計算は理想性と約5％異なり、圧力が400気圧に上昇すると差は100％に達する。理想気体モデルの法則は非常に近似していることになります。それらからの逸脱は、定量的で質的である。最初のことは、Clapeyron方程式がすべての実際のガス状物質について非常にほぼ満たされるという事実に現れる。定性的なリトリートははるかに深いです。

実際のガスは非常によく液体であり、固体凝集状態になり、Clapeyron方程式に厳密に従えば不可能である。このような物質に作用する分子間力は、様々な化合物の形成をもたらす。これは理想的な理想気体系では不可能である。こうして形成された結合は、化学結合または価電子結合と呼ばれる。実際の気体がイオン化された場合、クーロン引力がその中に現れ始め、これは例えば準中性イオン化物質であるプラズマの挙動を決定する。これは特に、今日のプラズマ物理学が、制御された核・熱核反応の問題における天体物理学（電波信号の伝播理論）に非常に幅広く応用されている、広大かつ急速に発展している科学分野であるという事実を考慮すると、

実際のガス中の化学結合自然は実際に分子力と変わらない。これらの両方は、物質の原子および分子構造全体が構築される基本電荷間の電気的相互作用にまで、全体的に減少する。しかし、分子力学の出現とともに、分子力学と化学力の完全な理解が可能になった。

問題のすべての状態がそうであるとは認めていないが、オランダの物理学者の方程式と互換性があり、実際に実現することができる。このためには、熱力学的安定性因子も必要である。物質のそのような安定性のための重要な条件の1つは、等温圧力式が全身体積を減少させる傾向に厳密に従わなければならないということである。言い換えれば、Vの値が増加するにつれて、実ガスの等温線はすべて確実に低下しなければならない。一方、臨界温度マーク以下のファンデルワールスの等温プロットでは、上昇領域が観察される。そのようなゾーンにあるポイントは、実際には実現できない物質の不安定な状態に対応する。