理想的なガスの仮定:
* 点粒子: ガス分子は、占有する空間と比較して、無視できる量があると考えられています。
* 分子間力なし: 分子は、完全に弾力性のある衝突を除いて互いに相互作用しないと想定されています。
* ランダムモーション: 分子は、温度に比例した平均運動エネルギーで、すべての方向にランダムに移動します。
非理想的な動作を引き起こす要因:
1。高圧:
* 縮小スペース: 圧力が上がると、ガス分子は一緒に絞られ、それらの間の自由空間が減少します。これにより、分子の体積が総体積と比較してより重要になります。
* 分子間力: 圧力力の増加分子はより近くなり、分子間魅力(ファンデルワールスの力など)を強化しました。これらの魅力はガスの量を減らし、理想的な行動から逸脱しています。
2。低温:
* 運動エネルギーの減少: 低温は、分子の運動エネルギーが少ないことを意味します。これにより、分子間の力がより重要になり、理想的な行動からの逸脱につながる可能性があります。 分子は、アトラクションのために一緒に凝集する可能性が高くなります。
3。分子の複雑さ:
* 極分子: 永久双極子(水、H2Oなど)の分子は、非極性分子よりも強い分子間力(双極子双極子相互作用)を持っています。これらの力は、理想的な行動から大きな逸脱を引き起こす可能性があります。
* サイズと形状: より大きくてより複雑な分子(炭化水素など)は、分子間力を発生しやすいです。彼らは相互作用のためのより大きな表面積を持っています。
実用的な例:
* 高圧の実際のガス: 理想的に低い圧力で動作する窒素や酸素のようなガスは、高圧(たとえば、数百の大気)で理想的な行動から大きく逸脱します。
* 液化: 低温と高い圧力では、ガスは液体に凝縮できます。これは、凝縮が予測されていない理想的なガス行動からの厳しい出発です。
* 分子間力が強いガス: アンモニア(NH3)や二酸化炭素(CO2)などのガスは、強力な双極子双極子と水素結合相互作用のために、理想的な挙動から有意な逸脱を示します。
概要:
本質的に、実際のガスは理想的な行動から逸脱しています。
* 有限分子量: これは高い圧力で重要になります。
* 分子間力: これらは、低温と高い圧力で重要になります。
キーポイント: 理想的なガス法は、多くの状況において有用な近似ですが、特に理想とはほど遠い条件では、必ずしも正確ではないことを覚えておくことが重要です。