Perfekt gass

Som kjent har alle stoffer i naturen sin egenen aggregatstat, hvorav den ene er gass. De bestanddelene partikler - molekyler og atomer - ligger i stor avstand fra hverandre. Samtidig er de i konstant fri bevegelse. Denne egenskapen indikerer at samspillet mellom partikler oppstår bare i øyeblikket av tilnærming, og øker hastigheten til de kolliderende molekylene og deres omfang. Denne gassformige tilstanden av stoffet er forskjellig fra fast og flytende.

Selve ordet "gass" på gresksom "kaos". Dette preger perfekt bevegelsen av partikler, som faktisk er tilfeldig og kaotisk. Gass danner ikke en bestemt overflate, det fyller alt tilgjengelig volum til det. En slik tilstand av stoffer er den vanligste i vårt univers.

Lover som bestemmer egenskapene og oppførselenEt slikt stoff, det er lettest å formulere og vurdere for eksempel en tilstand der den relative tettheten av molekyler og atomer er lav. Det ble kalt "ideell gass". I den er avstanden mellom partikler større enn interaksjonsradiusen for intermolekylære krefter.

Så, en ideell gass er en teoretisk modell av et stoff der partikkelsaksjonen er nesten helt fraværende. For ham må følgende betingelser være:

1. Svært små molekylstørrelser.

2. Det er ingen samspillskraft mellom dem.

3. Kollisjoner oppstår som kollisjoner av elastiske baller.

Et godt eksempel på en slik tilstand er gasser, hvor trykket ved lav temperatur ikke overstiger atmosfæretrykk med en faktor på 100. De er rangert som utladet.

Selve konseptet med "ideell gass" har aktivertvitenskap for å bygge en molekylær-kinetisk teori, konklusjonene av disse er bekreftet i mange eksperimenter. Denne teorien skiller mellom ideelle og klassiske og kvantegasser.

Egenskapene til den tidligere er reflektert ilovene i klassisk fysikk. Bevegelsen av partikler i denne gassen er ikke avhengig av hverandre, trykket som utøves på veggen, er lik summen av momentet som overføres av de enkelte molekyler under en kollisjon. Deres energi, i sum, består av individuelle partikler. Arbeidet med en ideell gass i dette tilfellet beregnes av Clapeyron ligningen p = nkT. Et slående eksempel på dette er lovene som er avledet av slike fysikere som Boyle-Mariott, Gay-Lussac, Charles.

Hvis den ideelle gassen senker temperaturen ellerøker tettheten av partikler til en viss verdi, og øker dens bølgeegenskaper. Det er en overgang til en kvantegas, hvor bølgelengdene av atomer og molekyler er sammenlignbare med avstanden mellom dem. Her skiller vi ut to typer ideell gass:

1. Læren til Bose og Einstein: Partikler av en slags har et heltallspinne.

2. Fermi- og Dirac-statistikken: En annen type molekyl som har en halv-integrert spinn.

Forskjellen mellom den klassiske idealgassen ogkvantum er at selv ved absolutt null temperatur varierer verdien av tettheten av energi og trykk fra null. De blir større med økende tetthet. I dette tilfellet har partiklene maksimalt (annen navn - grense) energi. Fra dette synspunktet vurderes teorien om stjernestrukturen: i de av dem der tettheten er over 1-10 kg / cm3, er elektronretten tydelig uttalt. Og hvor den overstiger 109kg / cm3, blir stoffet til neuroner.

I metaller, bruk av en teori derDen klassiske idealgassen blir til en kvantum, noe som gjør oss i stand til å forklare de fleste metalliske egenskaper av tilstanden til saken: jo tettere partiklene, desto nærmere er det til det ideelle.

På sterkt utprøvde lave temperaturerav forskjellige stoffer i flytende og faste tilstander, kan den kollektive bevegelsen av molekyler betraktes som arbeidet til en ideell gass representert ved svake excitasjoner. I slike tilfeller er bidraget til energien til kroppen som legger til partikler synlig.