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運動分子理論の仮定と矛盾する実際のガスは、実際のガスを持っていますか?

ガスの運動分子理論は、ガス分子の挙動についていくつかの仮定を行います。ガス分子は、特定の条件下で多くの実際のガスでうまく機能する理想化です。ただし、実際のガスは、特に高い圧力と低温で、これらの仮定から逸脱しています。ここに、運動分子理論の仮定と矛盾する実際のガスの重要な特徴があります。

1。魅力的で反発力:

* 仮定: 運動分子理論は、ガス分子には分子間力が無視できると想定しています。

* 現実: 実際のガス分子は、近距離での引力(ファンデルワールスの力など)を経験し、非常に短い距離で反発力を経験します。これらの力は、分子が互いに近い場合、高い圧力または低温で有意になります。

2。非ゼロ分子量:

* 仮定: 運動分子理論は、容器の体積と比較して、ガス分子が無視できる量を持っていると想定しています。

* 現実: 実際のガス分子には有限量があります。このボリュームは、分子がより密接に詰め込まれると、高い圧力で有意になります。

3。非理想的な衝突:

* 仮定: 運動分子理論は、ガス分子間の衝突はエネルギーの損失がなく、完全に弾力性があると仮定しています。

* 現実: 実際のガス衝突には、分子間力によるエネルギー損失が含まれます。これらの力は、分子が短い期間「固執」し、衝突中のエネルギー移動に影響を与える可能性があります。

4。不均一速度分布:

* 仮定: 運動分子理論は、ガス分子が特定の温度で速度の均一な分布を持っていると仮定しています。

* 現実: 実際のガスでは、速度の分布は、特に高い圧力と低温で、理想的なマックスウェルボルツマン分布から逸脱します。

これらの逸脱の結果:

* 実際のガスは、理想的なガスよりも圧縮可能です: これは、分子間の引力によるものであり、分子をより密接に詰め込むことができます。

* 実際のガスは、理想的なガスとは異なる沸点を持っています: 分子間の引力は、これらの力を克服し、気相に入るために必要なエネルギーに影響します。

* 実際のガス行動は、理想的なガス法から大幅に逸脱することができます: 理想的なガス法(PV =NRT)は、特に高い圧力と低温での実際のガスの近似にすぎません。

これらの逸脱はいつ重要になりますか?

* 高圧: 高い圧力では、分子は互いに近づき、分子間力と分子量をより重要にします。

* 低温: 低温では、分子の運動エネルギーが少なくなり、分子間力がより重要になります。

実際のガス行動を説明する方法:

* 状態方程式: van der waals方程式やRedlich-kwong方程式などの方程式は、分子間力と分子量の補正因子を導入することにより、理想的なガス挙動からの実際のガスの逸脱を説明しようとします。

要約すると、運動分子理論はガス行動を理解するための有用な基盤を提供しますが、実際のガスは、特に高い圧力と低温でこれらの理想的な仮定から逸脱を示します。これらの逸脱は、さまざまな用途でのガス挙動の正確な予測を考慮することが重要です。

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