Hva er en ideell gass?

En ideell gass er en teoretisk materie tilstand som brukes av fysikere i sannsynlighetsteorianalyse. Ideell gass består av molekyler som spretter av hverandre uten å samhandle i det hele tatt. Det er ingen tiltrekningskrefter eller frastøtning mellom molekylene, og ingen energi går tapt under kollisjonene. Ideelle gasser kan beskrives fullstendig av volum, tetthet og temperatur.

Statligningen for en ideell gass, ofte kjent som den ideelle gassloven, er PV = NKT. I ligningen er n antall molekyler og k er Boltzmanns konstante, som er lik omtrent 1,4 x 10 ^{-23 joules per kelvin. Det som vanligvis er viktigere er at trykk og volum er omvendt proporsjonalt, og hver er proporsjonal med temperaturen. Dette betyr for eksempel at hvis trykket er doblet mens temperaturen holdes konstant, må volumet på gassen halve; Hvis volumet på gassen dobles mens trykket holdes konstant, må temperaturen også dobles. IDe fleste eksempler, antall molekyler i gassen anses å være konstant.}

Selvfølgelig er dette bare en tilnærming. Kollisjoner mellom gassmolekyler er ikke perfekt elastiske, noe energi går tapt, og elektrostatiske krefter mellom gassmolekyler eksisterer. Men i de fleste hverdagssituasjoner tilnærmer den ideelle gassloven nøye den faktiske oppførselen til gasser. Selv om det ikke brukes til å utføre beregninger, kan det å holde forholdet mellom trykk, volum og temperatur i tankene hjelpe en forsker til å forstå en gass 'oppførsel intuitivt.

Den ideelle gassloven er ofte den første ligningen som folk lærer når de studerer gasser i en innledende fysikk- eller kjemiklasse. Van der Waals ligning, som inkluderer noen få mindre korreksjoner til den ideelle gasslovens grunnleggende forutsetninger, læres også i mange innledende kurs. I praksis er imidlertid korreksjonen så liten at hvisIdeell gasslov er ikke nøyaktig nok for en gitt anvendelse, Van der Waals ligning vil heller ikke være god nok.

Som i det meste av termodynamikk, antas også ideell gass å være i en likevekt. Denne antagelsen er tydelig usant hvis trykket, volumet eller temperaturen endrer seg; Hvis disse variablene endres sakte, kan en tilstand som kalles kvasi statisk likevekt, imidlertid være akseptabelt liten. Å gi opp antagelsen om kvasi statisk likevekt betyr å forlate termodynamikken for den mer kompliserte verden av statistisk fysikk.