Газы

Идеальный газ — упрощённая модель реальных газов.

Отличия идеального газа от реального
1. Частицы идеального газа — сферические тела очень малых размеров, практически материальные точки.

Отличия идеального газа от реального
2. Между частицами отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия.

Отличия идеального газа от реального
3. Соударения частиц являются абсолютно упругими.

Молекулярно-кинетическая теория рассматривает идеальный газ как модель, в которой не учитывается взаимодействие частиц и их собственный объём.

Масса
Диаметр
Скорость
Энергия
— количество частиц (молекул)

Температура
Объём
Давление

Реальные разрежённые газы действительно ведут себя подобно идеальному газу.

Давление газа

Давление газа

Давление газа
Газ
F

Давление газа
Чем больше частиц содержится в сосуде, тем чаще они будут ударяться о стенку сосуда, и тем большей будет сила давления, а значит и давление.
Газ
F

F

F

F1
F2

Газ

p0
F
F
Газ

p0
p1
F
F
Манометр фиксирует среднюю по времени силу, действующую на каждую единицу площади поверхности его чувствительного элемента — мембраны.
Газ

Для вычисления среднего давления надо знать среднюю скорость молекул (среднее значение квадрата скорости), которая зависит от движения всех частиц.
F
F — сила, с которой частица действует на стенку

Направление движения молекул постоянно меняется при их столкновениях друг с другом.
Greg L
Газ

Greg L
Газ

Greg L

Справедливость этого уравнения была экспериментально доказана
в XIX в., после чего началось быстрое развитие количественной теории, продолжающееся
по сегодняшний день.
Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории газов

O
x
y
A
B
C
D

A
B
C
D
O
x
y
Согласно второму закону Ньютона, изменение импульса молекулы равно импульсу подействовавшей на неё силы со стороны стенки сосуда.

A
B
C
D
O
x
y
Согласно третьему закону Ньютона таков же по модулю импульс силы, с которой молекула подействовала на стенку.

Газ
Газ

Газ
Газ

Согласно второму закону Ньютона изменение импульса любого тела за единицу времени равно действующей на него силе.

Давление газа прямо пропорционально концентрации частиц, массе частицы и квадрату скорости частицы.
Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории газов

Зависимость давления идеального газа от концентрации и от средней кинетической энергии частиц выражается основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул.