Навколишні природні явища і процеси є досить складними. Для їх точного фізичного опису слід застосовувати громіздкий математичний апарат і враховувати велику кількість значущих факторів. Щоб уникнути цієї проблеми, у фізиці використовують деякі спрощені моделі, які значно полегшують математичний аналіз процесу, але практично не впливають на точність його опису. Однією з них є модель ідеального газу. Розглянемо її докладніше в статті.
Поняття про ідеальному газі
Ідеальний газ – це агрегатний стан речовини, яка складається з взаємодіючих матеріальних точок. Пояснимо докладніше подібне визначення.
По-перше, мова йде про матеріальні точках як об’єкти, що становлять ідеальний газ. Це означає, що його молекули і атоми не мають розміром, але мають певну масу. Це сміливе наближення можна зробити з урахуванням того, що у всіх реальних газах при невисоких показниках тиску і великих температурах відстань між молекулами набагато перевищує їх лінійні розміри.
По-друге, молекули в ідеальному газі повинні взаємодіяти один з одним. В дійсності такі взаємодії завжди існують. Так, навіть атоми благородних газів відчувають диполь-дипольне тяжіння. Іншими словами, присутні ван-дер-ваальсовые взаємодії. Тим не менше у порівнянні з кінетичною енергією обертання і поступального переміщення молекул ці взаємодії настільки незначні, що вони не впливають на властивості газів. Тому їх можна розглядати при вирішенні практичних завдань.
Важливо відзначити, що не всі гази, щільність у яких невелика, а температура висока, можуть вважатися ідеальними. Крім ван-дер-ваальсових взаємодій існують інші, більш сильні типи зв’язків, наприклад, водневі між молекулами H2O, які призводять до грубого порушення умов ідеальності газу. З цієї причини водяна пара не є ідеальним газом, а повітря є ним.
