Каква е - идеален газ - с прости думи

От този пример можем да видим в детайли как математически модели се превръщат в физически модели.

На първо място, идеален газ - газ е математически модел. И от математическа гледна точка, идеята е много проста: атомите (или молекули) на самия газ, "не виждат" един друг. Това означава, че всяка частица получава кораба като напълно празен. Такива частици могат да преминат през един от друг. От това следва, например, че всички частици могат да се съберат в един пространствен точка.

От друга страна идеалния газ - физически план. Така че, ние трябва да разберем какво физика отговаря математически модел.

а) Така че, от една страна, че атомите "виждат" един на друг, че е необходимо да се избегнат потенциални сили на взаимодействие между тях, т.е. силите зависят от разстоянието между частиците. По отношение на енергия, това изискване е: "потенциалната енергия на взаимодействие между частиците е равен на нула." Стриктните равенство на нула, то все още математика, физика можем да облекчат това състояние с думите "потенциалната енергия на взаимодействие между частиците е много по-малко.". Какво? Енергията може да се сравни само с енергийната система и най-голям принос за движещи се частици дава на кинетичната енергия. И така, първата ни състояние:

1) потенциалната енергия на взаимодействие на частиците на газ е много по-ниска от кинетичната енергия.

б) Математическият модел на молекулата представлява математически точки, т.е. без размер. В реалния свят подобно искане, ние не можем. Как можем да формулираме това състояние физически? Защо ни е безразмерна молекули? Така че те не се изправят един срещу друг. Ние не може да предотврати сблъсък на частици с ненулев размер, без да навлиза в сили на отблъскване. Но силите на отблъскване, ние изключени първият елемент. След това ние ще трябва да се реши сблъсъка в системата, но с налагането на условия 3: рядко, бързо и без загуба на енергия. И още 3 точки:

2) Средният свободен пробег на частиците (т.е., изминатото разстояние между две последователни сблъсъци) е много по-голям от техния размер.

3) времето на сблъсък е незначителен.

4) Всички stolenoveniya случи без загуба на енергия.

Предмети 3) и 4) се разширяваше с сблъсък с стените на кръвоносните съдове. Ако са изпълнени всички изисквания на четири, а след това можем да предположим, нашия идеален газ.

в) Друг интересен детайл. Нещо, което ни сблъсък в още дадат своя принос. А именно, скоростта се променя. Освен това, големината и посоката. Така че без значение какво скоростното разпределение не беше в началото, след като редица сблъсъци, те трябва да бъдат разпределени според Максуел. Според това, строго погледнато, ние трябва да настояваме, че от самото начало на скоростното разпределение е било така. След това ни сблъсък няма да се отрази на оригиналната система на физиката:

5) частици в скоростите на системата са случайни разпределени по закона Максуел.

Безусловно, ние сме настоя, че приложимостта на закона на Нютон в системата (за закона за запазване на инерцията, например):

6) законите на Нютон са в системата.

Последният елемент винаги се разбира, така че да може да се пропусне. И накрая, но не може да се пропусне, тъй като системата ще дойде при него, ако са направени първите четири точки.

Но! Ако се моделира идеален газ на компютър, например, и искате да го направите математически съвършени, т.е. без сблъсъци, имате нужда от стъпка 5)! В противен случай няма да получите правилната физика. И обратно, ако сте модел на физическа система, т.е. В съответствие с първите четири точки, като писах по-рано, след известно време, системата ще дойде до точката 5) себе си.

Анна Sinelnikov отговаря на вашите въпроси в неговата директна линия

циник, атеист, любител на математиката, физиката и химията. метрология инженер

В идеалния случай, наречен газ, чиято молекулен размер и взаимодействието между тях може да се пренебрегне. Повечето от газ при налягане от около 10 атм. Тя може да се разглежда като идеална. Той е създал този идеал абстракция да опрости изчисления и подбор на основни параметри като налягане. обем. температура.

Просто мисля, че да се говори за неща, които малко по-противоположни "идеален газ". той се нарича "Реал газове." Като се има предвид идеален газ, ние сме пренебрегвани от размера на молекулите и техните взаимодействия с един на друг. Гранични разлики определени налягане от около 10 атмосфери. При по-високи налягания, подход всяка молекула. взаимодействие настъпва между тях. Ако се опрости на обема на всички молекули става същото, както на обема на съда, в който те са под натиск, и в този случай те не могат да бъдат пренебрегвани.

Мога само да добавя, че първият е описан от Клапейрон-Менделеев

и вторият по същата формула. но с ван дер Ваалс корекции