Perfekt gas

It is bekend dat alle stoffen yn de natoer hawwe harren steat fan aggregation, ien dêrfan is in gas. Ûnderdielen fan de dieltsjes - molekulen en atomen - wurde spaced apart op in ôfstân. Lykwols, se binne yn konstant frije beweging. Dat eigendom jout oan dat de ynteraksje fan de dieltsjes bart allinne op 'e tiid fan konverginsje, dramatysk ferheegjen fan de snelheid fan de colliding molekulen en harren maat. Dit gasfoarmige tastân fan matearje ûnderskiedet him fan 'e fêste en floeibere.

It wurd "gas" in Gryksk klinkt as "chaos". Folslein neikomme karakterisearret de beweging dieltsjes, dat is echt willekeurich en gaoatysk. It gas net foarmje in definitive oerflak, dan follet de hiele bondel beskikber foar him. Sa'n tastân fan matearje - de meast foarkommende yn ús universum.

De wetten dy't bepale de eigenskippen en gedrach fan sokke stoffen, en te formulearjen fan de maklikste te beskôgje it foarbyld fan in steat wêryn de relative tichtheid fan de molekulen en atomen is leech. It waard neamd de "ideale gas". It de ôfstân tusken de dieltsjes grutter is as de straal fan ynteraksje intermolecular krêften.

Sa, it ideaal gas - in teoretyske model mateary dêr't hast gjin ynteraksje dieltsjes. Foar him, de neikommende betingsten moatte bestean:

1. Hiel lyts grutte fan de molekulen.

2. Gjin krêft fan de ynteraksje tusken harren.

3. Collisions ûntsteane as de botsing fan elastysk ballen.

In goed foarbyld fan dizze tastân fan it materiaal gassen kinne neamd wurde, dêr't de druk op in lege temperatuer hat net mear as 100 kear sfearfol. Se wurde notearre as ôffierd.

It begryp "ideaal gas" wittenskip hat makke it mooglik om te bouwen molekulêre-Kinetic teory, waans útkomsten wurde befêstige yn in protte eksperiminten. Neffens dizze lear binne oars ideaal gassen klassike en kwantumfysika.

Skaaimerken fan 'e earste wurdt wjerspegele yn' e wetten fan de klassike natuerkunde. De moasje fan dieltsjes op it gas is ûnôfhinklik fan inoar, de druk útoefene op de muorre is lyk oan de som fan pulses dy't oerdroegen oan yndividuele molekulen botsing skoft. Harren enerzjy is de som fan de kombinearre yndividuele dieltsjes. Wurk ideale gas yn dit gefal wurdt berekkene Boer fergeliking p = nkT. In opfallende foarbyld hjirfan is de wetten ôflaat fysike wittenskippers lykas Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles.

As de ideale gas temperatuer ferleget of fergruttet de dieltsje tichtens oan in bepaalde wearde, fergruttet syn wave eigenskippen. In oergong komt foar oan it gas kwantum, wêrby't de golflingten fan atomen en molekulen is fergelykber mei de ôfstân tusken harren. Der binne twa typen fan ideaal gas:

1. Teaching and Bose Einstein dieltsjes fan ien type binne hiel spin.

2. Fermi and Dirac statistiken: in oar soarte fan molekulen dy't hawwe heal-integer spin.

Oars as klassike ideaal gas út it kwantum is dat ek op absolute nul temperatuer wearde fan 'e enerzjy tichtens en druk oars as nul. Se wurde grutter mei tanimmende tichtheid. Yn dit gefal, de dieltsjes hawwe in maksimum (oare namme - de grins) enerzjy. Ut dat eachpunt, de struktuer fan 'e teory fan' e stjerren yn dy dêr't de tichtheid is heger 1-10 kg / cm3, útsprutsen elektron wet. Dêr't it grutter is dan 109kg / cm3, in stof ferboud ta neuroanen.

Yn metalen, it brûken fan 'e teory dêr't de klassike ideaal gas giet yn it kwantum, helpt te ferklearjen it grutste part fan' e metallysk eigenskippen fan de steat fan matearje: tichtere dieltsjes, it tichter by dit ideaal.

As sterk útdrukt lege temperatueren fan ferskate stoffen yn floeibere en bêst steaten kollektive beweging fan de molekulen kin beskôge wurde as in ideaal gas baan fertsjintwurdige swak excitations. Yn sokke gefallen, sichtber bydrage oan de enerzjy fan it lichem, dat is tafoege oan de dieltsjes.