Cesko.wiki Ideální plyn
Author
Albert Floresmolekuly jsou barevně odlišeny pro snadnější sledování pohybu. Ideální (dokonalý) plyn je plyn, který má na rozdíl od skutečného plynu tyto ideální vlastnosti: je dokonale stlačitelný a bez vnitřního tření.
Částice takového plynu musejí splňovat následující podmínky: * rozměry částic jsou zanedbatelné vzhledem ke vzdálenostem mezi nimi (částice ideálního plynu lze tedy považovat za hmotné body, které se navzájem nedotýkají; pouze v okamžiku srážky), * kromě srážek na sebe částice jinak nepůsobí, * celková kinetická energie částic se při vzájemných srážkách nemění, tzn. srážky částic jsou dokonale pružné.
Důsledkem těchto podmínek je dokonalá stlačitelnost a dokonalá tekutost ideálního plynu.
Vlastnosti
Skutečné plyny téměř vyhovují podmínkám ideálního plynu v omezeném rozsahu kolem teploty 0 °C a tlaku 101 325 Pa (tzn. za normálních podmínek). +more Reálné plyny se vlastnostem ideálního plynu přibližují při dostatečně vysoké teplotě a nízkém tlaku.
Ideální plyn se používá ke zjednodušenému zkoumání vlastností a chování plynů při mechanických a termodynamických dějích. Pro termodynamické děje v plynech platí stavová rovnice ideálního plynu: :pV = NkT\, kde p je tlak plynu, V je objem, N celkový počet částic plynu, T termodynamická teplota a k Boltzmannova konstanta.
Průměrná kinetická energie jedné částice ideálního plynu je podle ekvipartičního principu přímo úměrná teplotě: :E_0 = {3\over2}kT\,. Tuto energii lze vyjádřit rovněž pomocí střední kvadratické rychlosti částic: :E_0 = {1\over2}m_0 v_k^2\, kde m_0 je hmotnost jedné částice.
Tlak ideálního plynu lze vyjádřit pomocí základní rovnice: :p = {1\over3}{N\over V}m_0 v_k^2 = {1\over3} \varrho v_k^2\, kde V je objem nádoby a \varrho je hustota plynu.
Z uvedených vztahů lze určit celkovou vnitřní energii ideálního plynu, která odpovídá úhrnné kinetické energii částic: :U = N E_0 = {3\over 2} pV\,