Gaz doskonały

W artykule, w którym opisywaliśmy równanie stanu gazu zdefiniowaliśmy gaz doskonały jako gaz, który spełnia równanie Clapeyrona. To dobra definicja, jednak niewiele mówi o samej istocie gazu doskonałego.

Możliwe jest określenie gazu doskonałego poprzez podanie pewnych założeń dotyczących cząstek, z których gaz doskonały się składa. Definicja taka jest może mniej ścisła (w sensie opisu matematycznego), jednakże lepiej obrazuje sam model gazu.

Zatem gaz doskonały to taki gaz, którego następujące warunki są spełnione:

Cząsteczki tego gazu mają jednakową masę
Cząsteczki gazu doskonałego można potraktować jako punkty materialne.
Żaden z kierunków ruchu cząsteczek nie jest uprzywilejowany, ich ruch jest chaotyczny.
Zderzenia zachodzące między cząsteczkami i ściankami naczynia są sprężyste, a siły podczas zderzeń są zachowawcze (energia mechaniczna układu cząsteczek jest stała).
Poza zderzeniami na cząsteczki nie działają żadne inne siły.
Objętość cząsteczek gazu jest zaniedbywalnie mała w stosunku do objętości zajmowanej przez gaz.

Pojęcie gazu doskonałego stanowi bazę dla kinetycznej teorii gazu doskonałego. Z czystej mechaniki Newtona można wyprowadzić równanie Clapeyrona, podać interpretację pojęcia ciśnienia i temperatury.

Symulacja

Poniższa aplikacja to symulacja gazu doskonałego.

Pytania

Czy gaz doskonały istnieje w rzeczywistości?

Gaz doskonały nie istnieje w rzeczywistości. Jest to czysty model, dzięki któremu można opisywać zachowanie rzeczywistych gazów. Gaz rzeczywisty tym bardziej przypomina gaz doskonały, im wyższa jest jego temperatura i im niższe jest jego ciśnienie.