Kao što znate, sve tvari u prirodi imaju svojestanje agregacije, od kojih je jedan plin. Njegove sastavne čestice - molekule i atomi - su razmaknute jedna od druge. Istovremeno su u stalnom slobodnom kretanju. Ovo svojstvo pokazuje da se interakcija čestica događa samo u trenutku pristupa, naglo povećavajući brzinu sudarajućih molekula i njihovu veličinu. Ovo plinovito stanje materije razlikuje se od čvrstog i tekućeg.
Riječ "plin" prevedena iz grčkog zvukakao "kaos". To savršeno karakterizira kretanje čestica, koje je zapravo slučajno i kaotično. Plin ne tvori specifičnu površinu, on ispunjava sve raspoložive količine. Ovo stanje materije - najčešće u našem svemiru.
Zakoni koji definiraju svojstva i ponašanjeTakvu tvar je najlakše formulirati i razmotriti primjer stanja u kojem je relativna gustoća molekula i atoma niska. Zvao se "savršeni plin". U njoj je udaljenost između čestica veća od radijusa intermolekularnih sila.
Dakle, idealan plin je teorijski model supstance u kojoj je interakcija čestica gotovo u potpunosti odsutna. Za to moraju postojati sljedeći uvjeti:
Vrlo male veličine molekula.
Nema interakcijske sile između njih.
Sudari se javljaju kao sudari elastičnih kugli.
Dobar primjer takvog stanja tvari može se nazvati plinovima, pri čemu tlak na niskim temperaturama ne prelazi 100 puta atmosferski. Oni su rangirani kao otpušteni.
Sam koncept "idealnog plina" omogućio je toznanost za izgradnju molekularno-kinetičke teorije, čiji su zaključci potvrđeni u mnogim eksperimentima. Prema toj doktrini, idealni plinovi su klasični i kvantni.
Karakteristike prve se ogledaju uzakoni klasične fizike. Kretanje čestica u ovom plinu ne ovisi jedna o drugoj, a pritisak na zid jednak je zbroju impulsa koje pojedine molekule prenose tijekom određenog vremena tijekom sudara. Njihovu ukupnu energiju ujedinjuju odvojene čestice. Rad idealnog plina u ovom slučaju izračunava se klaperonskom jednadžbom p = nkT. Upečatljiv primjer toga su zakoni koje izvode fizičari kao što su Boyle-Marriott, Gay-Lussac, Charles.
Ako idealan plin snizi temperaturu ilipovećava gustoću čestica do određene vrijednosti, povećava valna svojstva. Postoji prijelaz na kvantni plin, u kojem je valna duljina atoma i molekula usporediva s udaljenosti između njih. Ovdje postoje dvije vrste idealnog plina:
Učenje Bosea i Einsteina: čestice jednog tipa imaju cijeli broj.
Fermijeva i Diracova statistika: drugi tip molekula s polu-cjelobrojnim spinom.
Razlika između klasičnog idealnog plina izkvant je da se čak i pri apsolutno nultoj temperaturi vrijednost gustoće energije i tlaka razlikuje od nule. Oni postaju veći s povećanjem gustoće. U ovom slučaju, čestice imaju maksimalnu (drugo ime - granica) energiju. S te točke gledišta, razmatra se teorija strukture zvijezda: u onima u kojima je gustoća veća od 1–10 kg / cm3, zakon elektrona je izražen. A gdje prelazi 109 kg / cm3, supstanca se pretvara u neurone.
U metalima, uporaba teorije u kojojKlasični idealni plin prelazi u kvantni plin, što omogućuje objašnjenje većine metalnih svojstava stanja materije: što su čestice gušće, to je bliže idealu.
При сильно выраженных низких температурах od različitih tvari u tekućem i krutom stanju, kolektivno gibanje molekula može se smatrati radom idealnog plina kojeg predstavljaju slabe pobude. U takvim slučajevima vidljiv je doprinos energiji tijela, koju dodaju čestice.
