Τι είναι το ιδανικό αέριο;
1. Χωρίς διαμοριακές δυνάμεις: Τα ιδανικά σωματίδια αερίου δεν έχουν ελκυστικές ή απωθητικές δυνάμεις μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι κινούνται ανεξάρτητα μεταξύ τους.
2. Αμελητέος όγκος σωματιδίων: Ο όγκος που καταλαμβάνει τα ίδια τα σωματίδια αερίου θεωρείται αμελητέος σε σύγκριση με τον συνολικό όγκο του δοχείου.
3. Τέλειες ελαστικές συγκρούσεις: Οι συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων αερίου και των τοιχωμάτων των εμπορευματοκιβωτίων είναι απόλυτα ελαστικές, πράγμα που σημαίνει ότι δεν χάνεται ενέργεια κατά τη διάρκεια συγκρούσεων.
4. Τυχαία κίνηση: Τα σωματίδια αερίου κινούνται τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις με ένα ευρύ φάσμα ταχύτητων.
5. Η μέση κινητική ενέργεια είναι ανάλογη με τη θερμοκρασία: Η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου.
Στην πραγματικότητα, κανένα αέριο δεν είναι ιδανικό. Ωστόσο, πολλά αέρια συμπεριφέρονται ιδανικά σε χαμηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε αυτές τις συνθήκες, οι διαμοριακές δυνάμεις είναι αδύναμες και ο όγκος των σωματιδίων καθίσταται ασήμαντος σε σύγκριση με τον όγκο του δοχείου.
Γιατί είναι σημαντική η έννοια ενός ιδανικού αερίου;
* Απλότητα: Το ιδανικό μοντέλο αερίου απλοποιεί τη μελέτη των αερίων αφαιρώντας τις πολυπλοκότητες των διαμοριακών δυνάμεων και του όγκου των σωματιδίων.
* Μαθηματική ευκολία: Ο ιδανικός νόμος για το αέριο, ο οποίος σχετίζεται με την πίεση, τον όγκο, τη θερμοκρασία και τον αριθμό των γραμμομορίων ενός ιδανικού αερίου, είναι μια απλή και χρήσιμη εξίσωση.
* καλή προσέγγιση: Το ιδανικό μοντέλο αερίου παρέχει μια καλή προσέγγιση για τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων υπό ορισμένες συνθήκες.
Παραδείγματα ιδανικής συμπεριφοράς αερίου:
* ήλιο (He): Το ήλιο, που είναι ένα ευγενές αέριο, έχει πολύ αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις και μικρό ατομικό μέγεθος. Συμπεριφέρεται κοντά σε ιδανικά σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση.
* υδρογόνο (H2): Το υδρογόνο, ένα ελαφρύ μόριο, παρουσιάζει επίσης ιδανική συμπεριφορά αερίου υπό κανονικές συνθήκες.
Σημείωση: Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά αερίου σε υψηλές πιέσεις ή χαμηλές θερμοκρασίες, όπου οι ενδομοριακές δυνάμεις γίνονται πιο σημαντικές. Αυτή η απόκλιση οφείλεται στην εξίσωση Van der Waals.
