Redakcia Choice

Ideálny plyn

ideálny plynový model; v ideálnom plyne sú sily interakcie medzi časticami (atómy, molekuly) zanedbateľne malé. Zriedkavé skutočné plyny sú v blízkosti ideálneho plynu pri teplotách, ktoré sú ďaleko od ich kondenzačnej teploty. Závislosť tlaku ideálneho plynu na jeho teplote a hustote vyjadruje Clapeyron rovnicou. * * * IDEÁLNY PLYNOVÝ PLYN, teoretický plynový model ( pozri GAS (stav hmoty)); v ktorom opomínané rozmery častíc plynu, neberú do úvahy pre interakčné sily medzi časticami plynu, za predpokladu, že priemerná kinetická energia častíc je oveľa väčšia, než energia ich interakcie, a verí, že kolízie plynových častíc medzi sebou a so stenami nádoby úplne pružné.

K dispozícii je model klasického ideálneho plynu, ktorého vlastnosti sú popísané zákony klasickej fyziky a kvantovej modelu ideálneho plynu, ktorý sa riadi zákonmi kvantovej mechaniky. Obe modely ideálneho plynu sú platné pre skutočné klasické a kvantové plyny pri dostatočne vysokých teplotách a výbojoch.

V modeli klasického ideálneho plynu je plyn považovaný za súbor veľkého množstva identických častíc (molekúl), ktorých rozmery sú zanedbateľné. Plyn je uzavretý v nádobe av stave tepelnej rovnováhy sa v ňom nevyskytujú žiadne makroskopické pohyby.To znamená, že je to plyn, ktorého interakčná energia medzi molekulami je oveľa menšia ako ich kinetická energia a celkový objem všetkých molekúl je oveľa menší ako objem nádoby. Molekuly sa pohybujú podľa zákonov klasickej mechaniky navzájom nezávisle a navzájom sa vzájomne ovplyvňujú iba počas kolízií, ktoré majú charakter elastického šoku. Ideálny tlak plynu na stene zásobníku je súčtom impulzy za jednotku času z jednotlivých častíc zrážkami so stenou, a energia - súčet jednotlivých energiou častíc.

Stav ideálneho plynu je charakterizovaný tromi makroskopickými veličinami: P - tlak, V - objem, T - teplota. Na základe ideálny model plynu predtým odvodil teoreticky stanovené empiricky experimentálne zákony (zákon Boylya- Mariotte ( cm. Boyle zákon), zákon Gay-Lussac ( cm. Gay-Lussac zákon), zákon Karla ( cm. CHARLES zákon), Avogadro právo ( cm. Avogadro Law)). Tento model bol základom molekulových-kinetickej koncepcií (viď. Kinetická teória plynov ( cm. kinetická teória plynov)).

Inštalovaná empiricky vzťah medzi tlakom, objemu a teploty plynu je približne popísaný Clapeyronova ( cm. Clapeyronova rovnice), ktorá je držiteľom tým presnejšie, čím bližšie je plyn v ideálnych vlastností. Klasické riadi rovnica ideálneho plynu štátnej Clapeyronovou p = NKT, kde p - tlak, n - počet častíc na jednotku objemu, k - Boltzmannova konštanta ( cm Boltzmannova konštanta.) T - absolútna teplota. Rovnica stavu a Avogadrova zákon najskôr spojené macrocharacteristics plynu - tlak, teplotu, hmotnosť - hmotnosť svojej molekule.

U ideálneho plynu, kde sa molekuly neinteragujú so sebou, energia všetkého plynu je súčet energií jednotlivých molekúl, a na jeden mol jednosytného plynu Táto energia U = 3/2 (RT), v ktorom R - je univerzálna plynová konštanta ( cm PLYN KONŠTRUKCIA). Toto množstvo nesúvisí s pohybom plynu ako celku a je vnútornou energiou plynu. Pre vnútorný plyn je vnútorná energia súčtom energie jednotlivých molekúl a energia ich interakcie.

Častice klasického ideálneho plynu sú rozmiestnené v oblasti energetiky podľa Boltzmannova distribúcie (pozri. Boltzmannova štatistika ( cm. Boltzmannova štatistika)).

Ideálny model plynu môže byť použitý na štúdium skutočných plynov, pretože za podmienok blízkych normálnemu a tiež pri nízkych tlakoch a vysokých teplotách sú skutočné plyny blízko k vlastnostiam ideálneho plynu.

V modernej fyzike poňatí ideálneho plynu sa používa na opis akejkoľvek slabo častice a Kvazičástice bozóny ( cm. Božoň) a fermions ( cm. fermión). Zavedením korekcií, ktoré berú do úvahy vnútorný objem molekúl plynu a pôsobiace intermolekulárne sily, možno pristúpiť k teórii skutočných plynov.

Keď je teplota T znížená alebo jej hustota n je zväčšená na určitú hodnotu, vlnové (kvantové) vlastnosti častíc ideálneho plynu sa stávajú významnými. Prechod z plynu na klasickej ideálnej kvantá dochádza na také hodnoty T a n, v ktorom de Broglie vlnovej dĺžky ( cm. de Broglie vlny) častíc, pohybujúce sa rýchlosťou rádovo tepelnej, porovnateľné so vzdialenosťou medzi časticami.

V kvantovom prípade existujú dva typy ideálneho plynu, ak častice plynu rovnakého druhu majú spin rovný k jednote, potom sa používajú štatistiky Bose - Einstein ( cm. Bose - štatistika Einstein), ak sú častice rotácie rovná S, potom je Fermiho používa Štatistika - Diraca ( cm Fermiho-Diracovej štatistiky) .. Aplikácia teórie ideálneho Fermi-Diracovho plynu na elektróny v kovoch umožňuje vysvetliť veľa vlastností kovového stavu.

encyklopedický slovník. 2009.

arrow