Рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона). Висновок рівняння ідеального газу

Газ є одним з чотирьох агрегатних станів навколишнього нас матерії. Це стан речовини людство почало вивчати із застосуванням наукового підходу, починаючи з XVII століття. У наведеній нижче статті вивчимо, що таке ідеальний газ, і рівняння, яке описує його поведінку при різних зовнішніх умовах.

Поняття про ідеальному газі

Кожна людина знає, що повітря, яким ми дихаємо, або природний метан, який ми використовуємо для обігріву будинків і приготування їжі, це яскраві представники газового стану матерії. У фізиці для вивчення властивостей цього стану було введено поняття ідеального газу. Це поняття передбачає використання низки припущень і спрощень, які не є суттєвими при описі базових фізичних характеристик речовини: температури, об’єму і тиску.

Отже, ідеальним газом називається рідка субстанція, яка задовольняє наступні умови:

  • Частинки (молекули та атоми) рухаються хаотично в різних напрямках. Завдяки цій властивості в 1648 році Ян Баптіста ван Гельмонт ввів поняття “газ” (“хаос” з давньогрецької).
  • Частинки не взаємодіють один з одним, тобто міжмолекулярними і межатомными взаємодією можна знехтувати.
  • Зіткнення між частинками і зі стінками посудини абсолютно пружні. В результаті таких зіткнень зберігається кінетична енергія і кількість руху (імпульс).
  • Кожна частинка являє собою матеріальну точку, тобто вона має деяку кінцеву масу, але її обсяг дорівнює нулю.
  • Сукупність викладених умов відповідає поняттю ідеального газу. Всі відомі реальні речовини з високою точністю відповідають введеній концепції при високих температурах (кімнатної і вище) і низьких тисках (до атмосферного і нижче).