Khí lý tưởng là gì?

Một khí lý tưởng là một trạng thái vấn đề lý thuyết được sử dụng bởi các nhà vật lý trong phân tích lý thuyết xác suất.Khí lý tưởng được tạo thành từ các phân tử nảy ra khỏi nhau mà không tương tác với nhau.Không có lực hấp dẫn hoặc lực đẩy giữa các phân tử và không có năng lượng nào bị mất trong quá trình va chạm.Khí lý tưởng có thể được mô tả hoàn toàn bởi khối lượng, mật độ và nhiệt độ của chúng.Phương trình trạng thái cho một khí lý tưởng, thường được gọi là luật khí lý tưởng, là PV ' NKT.Trong phương trình, N là số lượng phân tử và K là hằng số Boltzmanns, bằng khoảng 1,4 x 10 -23 joules mỗi kelvin.Điều thường quan trọng hơn là áp suất và khối lượng tỷ lệ nghịch, và mỗi tỷ lệ thuận với nhiệt độ.Điều này có nghĩa là, ví dụ, nếu áp suất tăng gấp đôi trong khi nhiệt độ được giữ không đổi, thì thể tích của khí phải giảm một nửa;Nếu thể tích của khí được tăng gấp đôi trong khi áp suất được giữ không đổi, nhiệt độ cũng phải tăng gấp đôi.Trong hầu hết các ví dụ, số lượng các phân tử trong khí được coi là không đổi. Tất nhiên, đây chỉ là một xấp xỉ.Sự va chạm giữa các phân tử khí không phải là đàn hồi hoàn toàn, một số năng lượng bị mất và lực tĩnh điện giữa các phân tử khí tồn tại.Nhưng trong hầu hết các tình huống hàng ngày, luật khí lý tưởng gần đúng với hành vi thực tế của khí.Ngay cả khi nó không được sử dụng để thực hiện các tính toán, việc giữ mối quan hệ giữa áp lực, thể tích và nhiệt độ trong tâm trí có thể giúp một nhà khoa học hiểu một hành vi khí trực giác.một lớp vật lý hoặc hóa học giới thiệu.Phương trình van der Waals, bao gồm một vài điều chỉnh nhỏ cho các giả định cơ bản về luật khí lý tưởng, cũng được dạy trong nhiều khóa học giới thiệu.Tuy nhiên, trong thực tế, việc hiệu chỉnh quá nhỏ đến mức nếu luật khí lý tưởng không đủ chính xác cho một ứng dụng nhất định, phương trình van der Waals cũng không đủ tốt.Trong trạng thái cân bằng.Giả định này rõ ràng là sai nếu áp suất, khối lượng hoặc nhiệt độ đang thay đổi;Tuy nhiên, nếu các biến này thay đổi chậm, một trạng thái gọi là trạng thái cân bằng tĩnh, tuy nhiên, lỗi có thể nhỏ.Từ bỏ giả định về trạng thái cân bằng tĩnh có nghĩa là để lại nhiệt động lực học cho thế giới vật lý thống kê phức tạp hơn.