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Il documento analizza il comportamento dei fluidi reali attraverso l'equazione di Van der Waals, definendo le fasi metastabili, il punto critico e l'effetto Joule-Thomson. Vengono descritte le forze intermolecolari fondamentali come le dispersioni di London, dipolo-dipolo e quadrupolo-quadrupolo, spiegando come polarizzabilità, momento dipolare e forma molecolare influenzino proprietà fisiche quali temperatura di ebollizione e stati di aggregazione. Si evidenzia la distinzione tra energie cinetica e potenziale nel determinare le fasi, mentre si confrontano l'intensità e il raggio d'azione delle diverse interazioni multipolari nei liquidi e solidi.
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- L'equazione di Van der Waals descrive il comportamento non ideale dei fluidi reali attraverso diagrammi PV che definiscono l'equilibrio liquido-vapore, le fasi metastabili, la regione instabile e il punto critico.
- L'effetto Joule-Thomson e gli stati di aggregazione risultano dal bilanciamento tra energia cinetica ed energia potenziale delle forze intermolecolari, distinte in legami intramolecolari costanti e forze intermolecolari variabili come attrazioni elettrostatiche.
- Le forze di London (dispersione) nascono da dipoli istantanei sincronizzati dalle fluttuazioni elettroniche, la cui intensità dipende dalla polarizzabilità legata a dimensioni molecolari, numero di elettroni e raggio atomico.
- La forma molecolare influenza la superficie di contatto e le forze dipolo-dipolo (forze di Keesom), dove l'aumento dell'energia cinetica con la temperatura riduce l'orientamento dei dipoli permanenti e quindi l'interazione.
- Nelle fasi solide i dipoli mantengono una orientazione fissa, mentre le interazioni quadrupolo-quadrupolo, più deboli e a corto raggio delle interazioni dipolari, comportano un effetto di orientazione molecolare sensibile alla temperatura.
- L'orientamento nelle interazioni quadripolo-dipolo si verifica quando coesistono molecole polari e con quadrupolo, influenzando direttamente la temperatura di ebollizione in relazione al momento di dipolo per sostanze a massa molare simile.
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