Как известно, все вещества в природе имеют свое κατάσταση συνάθροισης, μία εκ των οποίων είναι φυσικό αέριο. Τα συστατικά του σωματίδια - μόρια και άτομα - βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους. Ταυτόχρονα βρίσκονται σε συνεχή ελεύθερη κίνηση. Αυτή η ιδιότητα δείχνει ότι η αλληλεπίδραση των σωματιδίων εμφανίζεται μόνο τη στιγμή της προσέγγισης, αυξάνοντας σημαντικά την ταχύτητα των συγκρουόμενων μορίων και το μέγεθός τους. Αυτή η αέρια κατάσταση της ύλης είναι διαφορετική από την στερεή και την υγρή.
Само слово «газ» в переводе с греческого звучит ως "χάος". Αυτό χαρακτηρίζει απόλυτα την κίνηση των σωματιδίων, η οποία είναι πραγματικά τυχαία και χαοτική. Το αέριο δεν σχηματίζει μια συγκεκριμένη επιφάνεια, αλλά γεμίζει όλο τον διαθέσιμο όγκο. Αυτή η κατάσταση της ύλης - η πιο κοινή στο σύμπαν μας.
Νόμοι που ορίζουν Ιδιότητες και ΣυμπεριφοράΜια τέτοια ουσία είναι ευκολότερο να διατυπώσει και να εξετάσει το παράδειγμα μιας κατάστασης στην οποία η σχετική πυκνότητα μορίων και ατόμων είναι χαμηλή. Ονομάστηκε "τέλειο αέριο". Σε αυτό, η απόσταση μεταξύ των σωματιδίων είναι μεγαλύτερη από την ακτίνα της αλληλεπίδρασης των διαμοριακών δυνάμεων.
Έτσι, ένα ιδανικό αέριο είναι ένα θεωρητικό μοντέλο μιας ουσίας στην οποία σχεδόν απουσιάζει η αλληλεπίδραση των σωματιδίων. Πρέπει να υπάρχουν οι εξής προϋποθέσεις:
Πολύ μικρά μεγέθη μορίων.
Δεν υπάρχει δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ τους.
Οι συγκρούσεις εμφανίζονται ως συγκρούσεις ελαστικών σφαιρών.
Ένα καλό παράδειγμα μιας τέτοιας κατάστασης της ύλης μπορεί να ονομαστεί αέρια, στα οποία η πίεση σε χαμηλή θερμοκρασία δεν υπερβαίνει την ατμοσφαιρική 100 φορές. Κατατάσσονται ως απορρίπτονται.
Η ίδια η έννοια του "ιδανικού αερίου" κατέστησε δυνατήτην επιστήμη για την ανάπτυξη της μοριακής κινητικής θεωρίας, τα συμπεράσματα των οποίων επιβεβαιώνονται σε πολλά πειράματα. Σύμφωνα με αυτό το δόγμα, τα ιδανικά αέρια είναι κλασικά και κβαντικά.
Τα χαρακτηριστικά των πρώτων αντικατοπτρίζονται στονόμους της κλασικής φυσικής. Η κίνηση των σωματιδίων σε αυτό το αέριο δεν εξαρτάται η μία από την άλλη, η πίεση που ασκείται στον τοίχο είναι ίση με το άθροισμα των παλμών που μεταδίδονται από τα μεμονωμένα μόρια κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης χρονικής περιόδου κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης. Η συνολική τους ενέργεια συνδέεται με ξεχωριστά σωματίδια. Η εργασία ενός ιδανικού αερίου σε αυτή την περίπτωση υπολογίζεται από την εξίσωση clapeyron p = nkT. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού είναι οι νόμοι που προέρχονται από φυσικούς όπως οι Boyle-Marriott, Gay-Lussac, Charles.
Εάν το ιδανικό αέριο χαμηλώνει τη θερμοκρασία ήαυξάνει την πυκνότητα των σωματιδίων σε μια ορισμένη τιμή, αυξάνει τις ιδιότητες κύματος. Υπάρχει μια μετάβαση σε ένα κβαντικό αέριο, στο οποίο το μήκος κύματος ατόμων και μορίων είναι συγκρίσιμο με την απόσταση μεταξύ τους. Εδώ υπάρχουν δύο τύποι ιδανικού αερίου:
Οι διδασκαλίες του Bose και του Αϊνστάιν: σωματίδια ενός τύπου έχουν ακέραιο γύρισμα.
Οι στατιστικές Fermi και Dirac: άλλος τύπος μορίου που έχει περιστροφή με μισό ακέραιο αριθμό.
Η διαφορά μεταξύ του κλασικού ιδανικού αερίου από τοκβαντικό είναι ότι ακόμη και σε απολύτως μηδενική θερμοκρασία, η τιμή της ενεργειακής πυκνότητας και πίεσης διαφέρει από το μηδέν. Αυξάνονται με την αύξηση της πυκνότητας. Σε αυτή την περίπτωση, τα σωματίδια έχουν μια μέγιστη (άλλη ονομασία - οριακή) ενέργεια. Από αυτή την άποψη, θεωρείται η θεωρία της δομής των αστεριών: σε εκείνους εκείνους στους οποίους η πυκνότητα είναι μεγαλύτερη από 1-10 kg / cm3, ο νόμος των ηλεκτρονίων είναι έντονος. Και όπου υπερβαίνει τα 109kg / cm3, η ουσία μετατρέπεται σε νευρώνες.
Στα μέταλλα, η χρήση της θεωρίας στην οποίαΤο κλασικό ιδανικό αέριο διέρχεται σε ένα κβαντικό αέριο, το οποίο καθιστά δυνατή την εξήγηση των περισσότερων μεταλλικών ιδιοτήτων της κατάστασης της ύλης: όσο πιο πυκνά είναι τα σωματίδια, τόσο πιο κοντά είναι στο ιδανικό.
Σε έντονες έντονες χαμηλές θερμοκρασίεςτων διαφόρων ουσιών σε υγρές και στερεές καταστάσεις, η συλλογική κίνηση των μορίων μπορεί να θεωρηθεί ως έργο ενός ιδανικού αερίου που αντιπροσωπεύεται από αδύναμες διεγέρσεις. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η συμβολή στην ενέργεια του σώματος, την οποία προσθέτουν τα σωματίδια, είναι ορατή.
