Рівняння Клапейрона-Менделєєва для ідеального газу

Газ являє собою високоенергетичне стан речовини. У фізиці цей агрегатний стан вивчають на підставі спрощеної моделі, яка називається ідеальним газом. У цій статті розглянемо детально основний закон для цієї моделі – закон Клапейрона – Менделєєва.

У чому полягає фізична суть моделі?

Кожному школяреві відомо, що гази легко беруть довільну форму посудини, в якому знаходяться. Також вони легко стискаються і розширюються. Незважаючи на ці властивості, у них молекули і атоми все ж взаємодіють один з одним за допомогою слабких Ван-Дер-Ваальсових сил. Якщо ці сили при виконанні розрахунків не враховувати, а вважати, що вся енергія системи є кінетичною енергією рухливих, обертових і коливних молекул, то ми отримаємо ідеальний газ.

До зазначеного наближенню також слід додати наближення безразмерности молекул. Справедливість такого судження очевидна, якщо згадати, що при не дуже високих тисках і не дуже низьких температурах молекули і атоми досліджуваних систем знаходяться на великих відстанях один від одного.

Таким чином, розглянута модель припускає наявність у системі матеріальних невзаємодіючих точок, які хаотично переміщаються в усіх напрямках. Їх середня кінетична енергія визначає температуру системи, а постійні пружні зіткнення зі стінками посудини обумовлюють наявність тиску.