غاز مثالي (باللغة الإنجليزية: غاز مثالي) هو نموذج فيزيائي حراري ديناميكي لسلوك المادة في الحالة الغازية. يفترض النموذج أنه لا يوجد تفاعل بين جزيئات الغاز وأن جزيئات الغاز هي نقطة ، لذا فهي مناسبة لوصف الغازات ذات الكثافة المنخفضة. كما ينطبق أيضًا على الغازات الخاملة مثل الهيليوم والنيون والأرجون التي لا تشكل جزيئات ولها ذرات مفردة. تم اكتشاف هذا النموذج في القرن التاسع عشر.

مواصفات الغاز المثالية[عدل]

يخضع هذا النموذج بشكل صارم لقانون Boyle-Marriott. كما أنه يخضع لقانون أفوجادرو

الغاز المثالي له شروط وهي كالتالي:

• حجم جزيئات الغاز ضئيل بالنسبة للحاوية التي يحتوي عليها ، أي تحت ضغط منخفض.
• التصادمات بين جزيئات الغاز تصادمات مرنة.
• حركة جزيئات الغاز حركة عشوائية بدون تأثيرات خارجية.

الغاز المثالي هو غاز افتراضي لتسهيل التعامل مع العديد من المتغيرات في الموضوعات التي تغطيها الديناميكا الحرارية. والفرضيات أو الشروط الثلاثة هي التي تجعل الغاز الحقيقي ، إذا وجد في هذه الظروف ، يتصرف كغاز مثالي.

حجم جزيئات الغاز ضئيل بالنسبة للحاوية التي يحتوي عليها ، أي تحت ضغط منخفض:

لا يمكن أن يكون هناك غاز نقوم بدراسته إلا أنه موجود في حاوية ، وإذا قمنا بحساب حجم جزيئات الغاز ومقارنتها بحجم الحاوية ، نجد أنه لا يكاد يذكر ، وهذا يتحقق عندما ضغط الغاز هو الضغط الجوي أو أقل وفي درجة حرارة الغرفة. ولكن إذا تم العثور عليه تحت ظروف الضغط العالي ، مثل الغاز في جرة (مثل غاز الفرن المستخدم للطهي) ، فلن يتصرف كغاز مثالي ، ولا يمكننا إهمال حجم الغاز بالنسبة للوعاء .

التصادمات بين جزيئات الغاز تصادمات مرنة: (التصادم الذي يتضمن جزيئات الغاز مرن تمامًا)

يفترض هذا أن الجسيمات لا تفقد أيًا من طاقتها عندما تصطدم ببعضها البعض.

حركة جزيئات الغاز حركة عشوائية بدون تأثيرات خارجية:

الحركة العشوائية هي تلك الحركة التي لا تخضع لأي قانون فيزيائي يمكن التنبؤ به ، وتتحرك هذه الجسيمات بهذه الطريقة ، ولا يمكننا معرفة مسار أي جسيم وكيف سيكون ، لذلك نفترض أن حركة الجسيمات هي حركة عشوائية.

بالطبع ، تتحقق هذه الفرضيات في ظروف محددة ، من أجل الاقتراب قدر الإمكان من تطوير قانون يحكم متغيرات الغاز (الضغط والحجم ودرجة الحرارة).

معادلة غاز مثالية[عدل]

أو معادلة الحالة الحرارية للغاز المثالي ، والتي تصف الغاز المثالي وسلوكه عند تغير درجة الحرارة ، على سبيل المثال. تشكلت هذه المعادلة نتيجة نتائج العديد من التجارب (قوانين الغاز). ثم تمكن Ludwig Boltzmann من حساب الاحتمالات (الديناميكا الحرارية الإحصائية) لشرح سلوك الغاز على أساس بنية جزيئات الغاز.

تصف معادلة الغاز العامة وظائف حالة الغاز المثالية وعلاقات تلك الوظائف ببعضها البعض: درجة الحرارة والضغط وحجم الغاز. لقد كُتبت في الكيمياء والفيزياء بصيغ مختلفة ، لكن جميعها لها معنى واحد.

$\ displaystyle p \ cdot V = n \ cdot R \ cdot T \ qquad p \ cdot V = N \ cdot k _ \ mathrm B \ cdot T \ qquad p \ cdot V = m \ cdot R_ s \ cdot T$

أين:

$\ displaystyle R = 8 ، 3144621 (75) \، \ mathrm J \ cdot \ mathrm mol ^ – 1 \ cdot \ mathrm K ^ – 1$

^[1]

ثابت الغاز العام هو:

$\ displaystyle R_ s$

يطلق عليه ثابت الغاز المحدد.

باستخدام المعادلة العامة للغازات بالإضافة إلى قوانين الديناميكا الحرارية ، يمكننا وصف عمليات الحركة الحرارية للغازات المثالية بطريقة رياضية.

$\ displaystyle k _ \ mathrm B$

هو ثابت بولتزمان وعلاقته بثابت الغاز العام كالتالي:

N = R.

$\ displaystyle k _ \ mathrm B$

حيث N هو ثابت أفوجادرو الذي يعطي عدد الجزيئات في 1 مول من المادة.

بشكل عام ، يكفي معرفة إحدى المعادلات أعلاه باعتبارها المعادلة العامة للغازات ، مثل:

$\ displaystyle p \ cdot V = n \ cdot R \ cdot T$

وفيها:

ضغط ع

V هو الحجم المولي

T هي درجة الحرارة في كلفن

R هو ثابت الغاز العام

ن هو عدد الشامات (أو أجزاء من الخلد).

اقرأ أيضا[عدل]

• قانون الغاز المثالي
• تجانس

مرجع[عدل]

غاز مثالي في المشاريع الشقيقة:

• بوابة الكيمياء الفيزيائية
• بوابة الكيمياء
• بوابة الفيزياء

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=idealgas&oldid=57204966»