이상적인 가스는 무엇입니까?

이상적인 가스는 확률 이론 분석에서 물리학 자들이 사용하는 이론적 물질 상태입니다. 이상적인 가스는 전혀 상호 작용하지 않고 서로 튀어 나오는 분자로 구성됩니다. 분자들 사이에는 매력이나 반발력이 없으며 충돌 동안 에너지가 손실되지 않습니다. 이상적인 가스는 부피, 밀도 및 온도로 완전히 설명 할 수 있습니다.

이상적인 가스 법으로 알려진 이상적인 가스의 상태 방정식은 PV = NKT입니다. 방정식에서 N은 분자의 수이고 K는 볼츠 만의 상수이며, 이는 켈빈 당 약 1.4 x 10 -23 줄입니다. 일반적으로 더 중요한 것은 압력과 부피가 반비례 적이며 각각은 온도에 비례한다는 것입니다. 예를 들어, 온도가 일정하게 유지되는 동안 압력이 두 배가되면 가스의 부피가 절반으로 줄어들어 야한다는 것을 의미합니다. 압력이 일정하게 유지되는 동안 가스의 부피가 두 배가되면 온도도 두 배가되어야합니다. ~ 안에대부분의 예에서, 가스의 분자 수는 일정하다고 간주됩니다.

물론

이것은 단지 근사치 일뿐입니다. 가스 분자 사이의 충돌은 완벽하게 탄성이 아니며 일부 에너지가 손실되며 가스 분자 사이의 정전기력이 존재합니다. 그러나 대부분의 일상 상황에서 이상적인 가스 법칙은 가스의 실제 행동에 가깝습니다. 계산을 수행하는 데 사용되지 않더라도 압력, 부피 및 온도 간의 관계를 유지하면 과학자가 가스의 행동을 직관적으로 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이상적인 가스 법칙은 종종 사람들이 입문 물리학 또는 화학 수업에서 가스를 공부할 때 배우는 첫 번째 방정식입니다. 이상적인 가스 법의 기본 가정에 대한 약간의 작은 수정이 포함 된 Van der Waal의 방정식도 많은 입문 과정에서 가르쳐집니다. 그러나 실제로는 교정이 너무 작아서이상적인 가스 법칙은 주어진 응용 프로그램에 대해 충분히 정확하지 않으며 Van der Waal의 방정식도 충분하지 않습니다.

대부분의 열역학에서와 같이 이상적인 가스는 평형 상태에있는 것으로 가정됩니다. 압력, 부피 또는 온도가 변하면이 가정은 분명히 잘못된 것입니다. 이러한 변수가 천천히 변하는 경우, 준 정적 평형이라는 상태는 오류가 허용되는 작을 수 있습니다. 준 정적 평형의 가정을 포기하는 것은 더 복잡한 통계 물리학 세계를 위해 열역학을 남기는 것을 의미한다.