Hvad er en ideel gas?

En ideel gas er en teoretisk stoftilstand, der bruges af fysikere i sandsynlighedsteori -analyse.Ideel gas består af molekyler, der hopper af hinanden uden ellers at interagere overhovedet.Der er ingen kræfter til tiltrækning eller frastødelse mellem molekylerne, og ingen energi går tabt under kollisionerne.Ideelle gasser kan beskrives fuldstændigt af deres volumen, densitet og temperatur.

Statlig ligning for en ideel gas, almindeligt kendt som den ideelle gaslov, er PV ' NKT.I ligningen er N antallet af molekyler, og K er Boltzmanns konstant, hvilket er lig med ca. 1,4 x 10 ^-23 joules pr. Kelvin.Det, der normalt er vigtigere, er, at tryk og volumen er omvendt proportional, og hver er proportional med temperaturen.Dette betyder for eksempel, at hvis trykket er fordoblet, mens temperaturen holdes konstant, skal gassens volumen halvere;Hvis gassens volumen er fordoblet, mens trykket holdes konstant, skal temperaturen også fordobles.I de fleste eksempler anses antallet af molekyler i gassen som konstant.

Selvfølgelig er dette kun en tilnærmelse.Kollisioner mellem gasmolekyler er ikke perfekt elastiske, nogle energi går tabt, og elektrostatiske kræfter mellem gasmolekyler findes.Men i de fleste hverdagssituationer tilnærmer den ideelle gaslov nøje gassernes faktiske opførsel.Selv hvis det ikke bruges til at udføre beregninger, kan det at holde forholdet mellem tryk, volumen og temperatur i tankerne hjælpe en videnskabsmand med at forstå en gasadfærd intuitivt.

Den ideelle gaslov er ofte den første ligning, som folk lærer, når de studerer gasser iEn indledende fysik eller kemi -klasse.Van der Waals -ligning, der inkluderer et par mindre korrektioner af de ideelle gaslovgivninger grundlæggende antagelser, undervises også i mange introduktionskurser.I praksis er korrektionen imidlertid så lille, at hvis den ideelle gaslov ikke er nøjagtig nok til en given applikation, antages Van der Waals heller ikke god nok.

Som i det meste af termodynamik, antages ideel gas også at værei en ligevægtstilstand.Denne antagelse er helt klart falsk, hvis trykket, volumen eller temperaturen ændrer sig;Hvis disse variabler ændrer sig langsomt, en tilstand kaldet kvasi statisk ligevægt, kan fejlen dog være acceptabelt lille.At opgive antagelsen om kvasi statisk ligevægt betyder at forlade termodynamik til den mere komplicerede verden af statistisk fysik.