Wie Sie wissen, haben alle Substanzen in der Natur ihreAggregatzustand, von denen einer Gas ist. Seine Bestandteile - Moleküle und Atome - sind voneinander beabstandet. Gleichzeitig befinden sie sich in ständiger Bewegungsfreiheit. Diese Eigenschaft zeigt an, dass die Wechselwirkung von Partikeln nur im Moment der Annäherung stattfindet, was die Geschwindigkeit der kollidierenden Moleküle und ihre Größe stark erhöht. Dieser gasförmige Zustand der Materie unterscheidet sich von fest und flüssig.
Само слово «газ» в переводе с греческого звучит als "Chaos". Dies charakterisiert perfekt die Bewegung von Partikeln, die eigentlich zufällig und chaotisch ist. Gas bildet keine spezifische Oberfläche, es füllt das gesamte ihm zur Verfügung stehende Volumen aus. Dieser Zustand der Materie - der häufigste in unserem Universum.
Gesetze, die Eigenschaften und Verhalten definierenEine solche Substanz ist am einfachsten zu formulieren und betrachtet das Beispiel eines Zustands, in dem die relative Dichte von Molekülen und Atomen niedrig ist. Es wurde das "perfekte Gas" genannt. Dabei ist der Abstand zwischen den Teilchen größer als der Wechselwirkungsradius der intermolekularen Kräfte.
Ein ideales Gas ist also ein theoretisches Modell einer Substanz, bei der die Wechselwirkung von Partikeln fast vollständig fehlt. Folgende Bedingungen müssen dafür bestehen:
Sehr kleine Molekülgrößen.
Es gibt keine Wechselwirkungskraft zwischen ihnen.
Kollisionen treten als Kollisionen elastischer Kugeln auf.
Ein gutes Beispiel für einen solchen Materiezustand kann Gase genannt werden, bei denen der Druck bei niedriger Temperatur den Atmosphärendruck nicht 100-fach übersteigt. Sie werden als entlassen eingestuft.
Das Konzept des "idealen Gases" machte es möglichWissenschaft zum Aufbau einer molekular-kinetischen Theorie, deren Schlussfolgerungen in vielen Experimenten bestätigt werden. Nach dieser Lehre sind die idealen Gase Klassik und Quanten.
Die Eigenschaften des ersten spiegeln sich in widerGesetze der klassischen Physik. Die Bewegung der Partikel in diesem Gas hängt nicht voneinander ab, der auf die Wand ausgeübte Druck ist gleich der Summe der Impulse, die die einzelnen Moleküle während einer bestimmten Zeit während einer Kollision übertragen. Ihre gesamte Energie wird durch getrennte Teilchen vereint. Die Arbeit eines idealen Gases wird in diesem Fall durch die Clapeyron-Gleichung p = nkT berechnet. Ein markantes Beispiel dafür sind die Gesetze, die von Physikern wie Boyle-Marriott, Gay-Lussac und Charles abgeleitet wurden.
Если идеальный газ понижает температуру или erhöht die Dichte der Partikel auf einen bestimmten Wert, erhöht ihre Welleneigenschaften. Es gibt einen Übergang zu einem Quantengas, bei dem die Wellenlänge von Atomen und Molekülen mit dem Abstand zwischen ihnen vergleichbar ist. Hier gibt es zwei Arten von Idealgas:
Die Lehren von Bose und Einstein: Partikel eines Typs haben einen ganzzahligen Spin.
Fermi- und Dirac-Statistik: Eine andere Art von Molekülen mit halbzahligem Spin.
Der Unterschied zwischen dem klassischen Idealgas vonQuantum ist, dass selbst bei absolut Null Temperatur der Wert der Energiedichte und des Drucks von Null abweicht. Sie werden mit zunehmender Dichte größer. In diesem Fall haben die Teilchen eine maximale Energie (ein anderer Name - Grenze). Unter diesem Gesichtspunkt wird die Theorie der Struktur der Sterne betrachtet: In denen, bei denen die Dichte höher als 1–10 kg / cm3 ist, wird das Elektronengesetz ausgesprochen. Wo 109 kg / cm3 überschritten werden, verwandelt sich die Substanz in Neuronen.
In Metallen die Verwendung der Theorie, in derDas klassische Idealgas gelangt in ein Quantengas, wodurch die meisten metallischen Eigenschaften des Materiezustands erklärt werden können: Je dichter die Partikel sind, desto näher am Ideal.
Bei stark ausgeprägten tiefen TemperaturenVon verschiedenen Substanzen in flüssigen und festen Zuständen kann die kollektive Bewegung von Molekülen als Arbeit eines idealen Gases betrachtet werden, das durch schwache Erregungen dargestellt wird. In solchen Fällen ist der Beitrag der Körperenergie, den die Teilchen hinzufügen, sichtbar.
