Como é sabido, todas as substâncias na natureza têm suas própriasum estado agregado, um dos quais é gás. As partículas constituintes - moléculas e átomos - estão localizadas a uma grande distância umas das outras. Ao mesmo tempo, eles estão em constante movimento livre. Esta propriedade indica que a interação das partículas ocorre apenas no momento da aproximação, aumentando acentuadamente a velocidade das moléculas colidindo e sua magnitude. Este estado gasoso da substância difere de sólido e líquido.
A própria palavra "gás" em gregocomo "caos". Isto caracteriza perfeitamente o movimento das partículas, que é realmente aleatório e caótico. O gás não forma uma superfície específica, ele enche todos os volumes disponíveis. Esse estado de substâncias é o mais comum em nosso universo.
Leis que determinam as propriedades e o comportamentoTal substância, é mais fácil formular e considerar, por exemplo, um estado em que a densidade relativa de moléculas e átomos é baixa. Foi chamado de "gás ideal". Nela, a distância entre as partículas é maior do que o raio de interação das forças intermoleculares.
Assim, um gás ideal é um modelo teórico de uma substância em que a interação das partículas está quase completamente ausente. Para ele, as seguintes condições devem existir:
Tamanhos de moléculas muito pequenas.
Não há força de interação entre eles.
As colisões ocorrem como colisões de bolas elásticas.
Um bom exemplo deste estado dos gases de material pode ser chamado em que a pressão a uma temperatura baixa não exceda 100 vezes atmosférica. Eles são classificados como descarregados.
O próprio conceito de "gás ideal" permitiuciência para construir uma teoria molecular-cinética, cujas conclusões são confirmadas em muitos experimentos. Essa teoria distingue entre gases ideais e clássicos e quânticos.
As características do primeiro são refletidas emleis da física clássica. O movimento de partículas neste gás não depende um do outro, a pressão exercida na parede é igual à soma do momento que é transmitida pelas moléculas individuais durante uma colisão. Sua energia, em suma, é composta de partículas individuais. O trabalho de um gás ideal neste caso é calculado pela equação de Clapeyron p = nkT. Um exemplo notável disso são as leis derivadas por físicos como Boyle-Mariott, Gay-Lussac, Charles.
Se o gás ideal baixar a temperatura ouaumenta a densidade das partículas para um determinado valor e aumenta suas propriedades de onda. Há uma transição para um gás quântico, no qual os comprimentos de onda de átomos e moléculas são comparáveis com a distância entre eles. Aqui nós distinguimos dois tipos de gás ideal:
Os ensinamentos de Bose e Einstein: partículas de um tipo têm um spin inteiro.
Estatísticas de Fermi e Dirac: outro tipo de molécula com spin semi-integral.
A diferença entre o gás ideal clássico eO quantum é que, mesmo com temperatura absolutamente zero, o valor da densidade de energia e pressão difere de zero. Eles se tornam maiores com o aumento da densidade. Neste caso, as partículas têm uma energia máxima (outro nome - limite). Deste ponto de vista, a teoria da estrutura de estrelas considera-se: naqueles em que a densidade é acima de 1-10 kg / cm3, a lei de elétrons é claramente pronunciada. E onde excede 109kg / cm3, a substância se transforma em neurônios.
Nos metais, o uso de uma teoria em quegás ideal clássico passa para o quantum, ajuda a explicar a maioria das propriedades metálicas de estado da matéria: as partículas mais densas, mais próximo a este ideal.
Em baixas temperaturas fortemente pronunciadasde várias substâncias em estado líquido e sólido, o movimento coletivo de moléculas pode ser considerado como o trabalho de um gás ideal representado por excitações fracas. Em tais casos, a contribuição para a energia do corpo que adiciona partículas é visível.
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