Идеално газ, виртуална лаборатория уики, задвижвани от общността на феновете на Wikia
Идеално газ - математически модел на газ. където се предполага, че потенциалната енергия на молекулите е незначително в сравнение с тяхната кинетична енергия. Между молекули не се влияе от силите на привличане или отблъскване, сблъсък между частиците и абсолютно еластична с стените на кръвоносните съдове. и времето на взаимодействие между молекулите е незначително в сравнение със средното време между сблъсъци.
Модел е широко използвана за решаване на проблемите на термодинамиката газ и aerogasdynamics задачи. Например, въздух при атмосферно налягане и стайна температура с висока точност от този модел. В случай на екстремни температури или налягане изисква използването на по-точен модел, за модел например газ Ван дер Ваалс сили. който взема предвид привличане между молекули.
Разграничаване между класически идеален газ (неговите свойства са получени от законите на класическата механика и описани статистика Boltzmann) и квантовата идеален газ (свойства се определят от законите на квантовата механика са описани Ферми - статистика Дирак или Bose - Einstein).
Класически идеален газ Редактиране
Свойства на идеален газ през молекулни кинетични изпълнения се определя на базата на физически модел на идеален газ, където са направени следните допускания:
- обем на газови частици е равна на нула (т.е. диаметърът на молекулите е незначително в сравнение със средното разстояние между тях) [1];
- импулс се предава само по време на колизии (т.е. на сили на привличане между молекулите не се включват и отблъскващи сили се срещат само по време на сблъсъци);
- общата енергия на частиците на газ е константа (т.е. не е пренос на енергия поради предаването на топлина или облъчване)
В този случай, частиците на газ се движат независимо, налягането на газа на стената е сумата на импулсите за единица време прехвърля в сблъскването на частиците с енергия на стената - сума на енергиите на частици газове. Свойствата на идеален газ уравнение описва на Менделеев - Клапейрон
при което - налягане, - концентрация на частиците. - константа на Болцман. - абсолютната температура.
Разпределението на равновесие на частиците на класически идеални условия газ описани от Болцман разпределение.
където - средния брой частици в то състояние с енергия и константа се определя от състоянието на нормализация:
където - общия брой частици.
където - универсалната газова константа. - моларно специфичната топлина при постоянно налягане, - моларното специфичната топлина при постоянен обем.
Quantum идеален газ Редактиране
Намаляването на увеличението на плътност температура и газ може да доведе до ситуация, когато средното разстояние между частиците става сравнима с де Broglie дължина на вълната на тези частици, което води до преминаване към класическата квантовата идеален газ (вж. Дегенеративна газ). В такъв случай, поведение на газа зависи от частиците на въртене, в случай на половин неразделна въртене (фермиони) действа Ферми перспективи - Дирак (Ферми-газ) в случай на неразделна въртене (бозони) - статистика на Bose - Einstein (Bose-газ).
За фермиони принцип Паули действа. забранява две идентични фермиони да бъдат в същата квантово състояние. Следователно, в абсолютна нула импулси частици и, съответно, налягането и плътността на Ферми-енергията на газ, различен от нула и пропорционална на броя на частици за единица обем. Има горна граница от сила, която може да има частици Ферми газ в абсолютна нула (Ферми енергия). Ако енергията на топлинната движение на частиците на Ферми-газ е значително по-малко от енергията на Ферми, това състояние се нарича дегенеративен газ.
Отличителна черта на Fermi-газ е много слаба зависимост на натиск върху температурата в нерелативистичните случай, налягането в релативистичната -.
За да не бозони Pauli принцип се разпространява се получава, когато температурата на Bose газ под температура на преход някои бозони на най-ниското ниво на енергия с нулева скорост, т.е. Bose кондензация obrazovvanie - Айнщайн. Тъй като налягането на газа е равна на сумата от импулси на частиците, предавани от стената за единица време при налягане Bose газ зависи само от температурата.
Примери Bose газове са различни видове газове квазичастици (слабо възбуждане) в твърди вещества и течности. СУПЕРФЛУИД хелий II компонент кондензат Bose - Einstein Cooper електронни двойки с свръхпроводимост. Един пример на ултра Bose-фотонния газ е газ.
Бележки Редактиране
- ↑ Kogan М. N. динамика разреден газ (кинетичната теория. М. 1967)