Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что: 1) потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией; 2) суммарный объём молекул газа пренебрежимо мал; 3) между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги; 4) время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями. 

Идеальный газ:

Простейшим объектом, для которого в термодинамике может быть рассмотрено термическое уравнение состояния: f(p,V,T)=0, является идеальный газ. Идеальным наз. газ, молекулы которого имеют пренебрежимо малый собст­венный объем и не взаимодействуют друг с другом на расстоянии. В реальных газах существуют силы межмолекулярного притяжения и отталки­вания. Существенно, что эти силы действу­ют совместно. Если бы отсутствовал один вид этих сил, например не было бы сил отталкивания, то все молекулы газа слиплись бы друг с другом под действием сил притяжения и само существование газа бы­ло бы невозможно. Силы отталкивания про­являются при взаимных столкновениях мо­лекул друг с другом и со стенками сосуда. При взаимных стол­кновениях молекулы газа ведут себя как абсолютные упругие шары с диаметром d, зависящим от химической природы газа. Этот эффективный диаметр молекулы сви­детельствует о наличии сил отталкивания между молекулами. Если бы этих сил не было, то молекулы могли бы сближаться на сколь угодно малые расстояния. В действи­тельности оказалось, что эффективные диа­метры молекул разных газов имеют величи­ны порядка 10–10 м. Межмолекулярные силы притяжения преобладают на больших расстояниях, чем силы отталкивания. Однако и эти силы быс­тро убывают с увеличением расстояния r между молекулами и практически равны нулю при r>10–9 м. Поэтому реальные газы тем ближе по своим свойствам к иде­альным газам, чем больше средние расстоя­ния между молекулами, т. е. чем меньше концентрация молекул и соответственно плотность газа. Уравнение Клапейрона pV/T=C=const. Для данной массы идеального газа отношение произведения давления и объёма к термодинамической температуре есть величина постоянная.