Как известно, все вещества в природе имеют свое stan agregacji, z których jednym jest gaz. Jego cząstki składowe - cząsteczki i atomy - są oddalone od siebie. Jednocześnie są w ciągłym swobodnym ruchu. Ta właściwość wskazuje, że oddziaływanie cząstek występuje tylko w momencie podejścia, gwałtownie zwiększając prędkość zderzających się cząsteczek i ich wielkość. Ten gazowy stan materii różni się od ciała stałego i cieczy.
Słowo „gaz” przetłumaczone z greckich dźwiękówjako „chaos”. To doskonale charakteryzuje ruch cząstek, który jest w rzeczywistości przypadkowy i chaotyczny. Gaz nie tworzy określonej powierzchni, wypełnia całą dostępną objętość. Ten stan materii - najbardziej powszechny w naszym wszechświecie.
Prawa, które definiują właściwości i zachowanieTaka substancja najłatwiej jest sformułować i rozważyć przykład stanu, w którym gęstość względna cząsteczek i atomów jest niska. Nazywano go „gazem doskonałym”. W nim odległość między cząstkami jest większa niż promień oddziaływania sił międzycząsteczkowych.
Idealny gaz jest więc teoretycznym modelem substancji, w której oddziaływanie cząstek jest prawie całkowicie nieobecne. Muszą istnieć następujące warunki:
Bardzo małe rozmiary cząsteczek.
Nie ma między nimi siły interakcji.
Zderzenia występują jako zderzenia elastycznych kulek.
Dobrym przykładem takiego stanu materii mogą być gazy, w których ciśnienie w niskiej temperaturze nie przekracza 100 razy ciśnienia atmosferycznego. Są uszeregowani jako zwolnieni.
Sama koncepcja „gazu idealnego” umożliwiła tonauka budowania teorii kinetyki molekularnej, której wnioski są potwierdzone w wielu eksperymentach. Zgodnie z tą doktryną idealne gazy są klasyczne i kwantowe.
Cechy pierwszego są odzwierciedlone wprawa fizyki klasycznej. Ruch cząstek w tym gazie nie zależy od siebie, ciśnienie wywierane na ścianę jest równe sumie impulsów, które są przesyłane przez poszczególne cząsteczki w określonym czasie podczas zderzenia. Ich całkowita energia jest zjednoczona przez oddzielne cząstki. Praca gazu idealnego w tym przypadku jest obliczana za pomocą równania clapeyron p = nkT. Uderzającym tego przykładem są prawa pochodzące od takich fizyków jak Boyle-Marriott, Gay-Lussac, Charles.
Jeśli idealny gaz obniża temperaturę lubzwiększa gęstość cząstek do pewnej wartości, zwiększa jej właściwości falowe. Przejście do gazu kwantowego, w którym długość fali atomów i cząsteczek jest porównywalna z odległością między nimi. Istnieją dwa rodzaje gazu idealnego:
Nauki Bose'a i Einsteina: cząstki jednego typu mają spin całkowity.
Statystyki Fermiego i Diraca: inny typ cząsteczek ze spinem o połowie całkowitej.
Różnica między klasycznym gazem idealnym odkwant jest taki, że nawet przy absolutnie zerowej temperaturze wartość gęstości energii i ciśnienia różni się od zera. Zwiększają się wraz ze wzrostem gęstości. W tym przypadku cząstki mają maksymalną (inną nazwę - granicę) energię. Z tego punktu widzenia rozważana jest teoria struktury gwiazd: w tych, w których gęstość jest większa niż 1–10 kg / cm3, wymawiane jest prawo elektronów. A gdy przekracza 109 kg / cm3, substancja zamienia się w neurony.
W metalach użycie teorii, w którejKlasyczny gaz idealny przechodzi w gaz kwantowy, co umożliwia wyjaśnienie większości metalicznych właściwości stanu materii: im gęstsze cząstki, tym bliżej ideału.
Przy silnie niskich temperaturachróżnych substancji w stanie ciekłym i stałym, ruch zbiorczy cząsteczek może być postrzegany jako praca gazu idealnego reprezentowanego przez słabe wzbudzenia. W takich przypadkach widoczny jest udział w energii ciała, którą dodają cząstki.
