Gas perfecto
Como es sabido, todas las sustancias en la naturaleza tienen su propioun estado agregado, uno de los cuales es el gas. Las partículas constituyentes (moléculas y átomos) se encuentran a una gran distancia una de la otra. Al mismo tiempo, están en constante movimiento libre. Esta propiedad indica que la interacción de las partículas ocurre solo en el momento del acercamiento, incrementando bruscamente la velocidad de las moléculas en colisión y su magnitud. Este estado gaseoso de la sustancia difiere de sólido y líquido.
La misma palabra "gas" en griegocomo "caos". Esto caracteriza perfectamente el movimiento de las partículas, que en realidad es aleatorio y caótico. El gas no forma una superficie específica, sino que llena todo el volumen disponible. Tal estado de sustancias es el más común en nuestro universo.
Leyes que determinan las propiedades y el comportamientotal sustancia, es más fácil formular y considerar, por ejemplo, un estado en el que la densidad relativa de moléculas y átomos es baja. Fue llamado el "gas ideal". En él, la distancia entre las partículas es mayor que el radio de interacción de las fuerzas intermoleculares.
Entonces, un gas ideal es un modelo teórico de una sustancia en la que la interacción de partículas está casi completamente ausente. Para él, las siguientes condiciones deben existir:
Tamaños de moléculas muy pequeñas
No hay fuerza de interacción entre ellos.
Las colisiones ocurren como colisiones de bolas elásticas.
Un buen ejemplo de tal estado de la materia son los gases, en los que la presión a baja temperatura no supera la presión atmosférica en un factor de 100. Se clasifican como dados de alta.
El concepto mismo de "gas ideal" ha habilitadociencia para construir una teoría molecular cinética, cuyas conclusiones se confirman en muchos experimentos. Esta teoría distingue entre gases ideales y clásicos y gases cuánticos.
Las características de la primera se reflejan enleyes de la física clásica. El movimiento de las partículas en el gas es independiente uno de otro, la presión ejercida en la pared es igual a la suma de los pulsos que se transmiten en las moléculas individuales de colisión durante algún tiempo. Su energía, en suma, se compone de partículas individuales. Trabajo gas ideal en este caso se calcula la ecuación de Clapeyron p = nkT. Un ejemplo claro de esto es las leyes derivadas científicos físicos tales como Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles.
Si el gas ideal baja la temperatura oaumenta la densidad de partículas a un cierto valor y aumenta sus propiedades de onda. Hay una transición a un gas cuántico, en el que las longitudes de onda de los átomos y las moléculas son comparables con la distancia entre ellos. Aquí distinguimos dos tipos de gas ideal:
Las enseñanzas de Bose y Einstein: las partículas de un tipo tienen un giro entero.
Las estadísticas de Fermi y Dirac: otro tipo de molécula que tiene un giro medio integral.
La diferencia entre el gas ideal clásico ycuántico es que incluso a temperatura absolutamente cero el valor de la densidad de energía y presión difiere de cero. Se vuelven más grandes con densidad creciente. En este caso, las partículas tienen una energía máxima (otro nombre - límite). Desde este punto de vista, se considera la teoría de la estructura de las estrellas: en aquellas en las que la densidad es superior a 1-10 kg / cm3, la ley de electrones es claramente pronunciada. Y donde excede 109kg / cm3, la sustancia se convierte en neuronas.
En metales, el uso de una teoría en la cualgas ideal clásico pasa a la cuántica, ayuda a explicar la mayoría de las propiedades metálicas de estado de la materia: partículas más densas, más cerca a este ideal.
A bajas temperaturas muy pronunciadasde varias sustancias en estados líquidos y sólidos, el movimiento colectivo de las moléculas puede considerarse como el trabajo de un gas ideal representado por excitaciones débiles. En tales casos, la contribución a la energía del cuerpo que agrega partículas es visible.
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