Ποιες είναι οι υποθέσεις των αέρια της κινητικής θεωρίας;
1. Τα αέρια αποτελούνται από μεγάλο αριθμό σωματιδίων (άτομα ή μόρια) που είναι σε σταθερή, τυχαία κίνηση. Αυτά τα σωματίδια κινούνται σε ευθείες γραμμές μέχρι να συγκρουστούν μεταξύ τους ή με τους τοίχους του δοχείου τους.
2. Ο όγκος των σωματιδίων αερίου είναι αμελητέος σε σύγκριση με τον όγκο του δοχείου. Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια θεωρούνται σημειακές μάζες και δεν παίρνουν σημαντικό χώρο μέσα στο δοχείο.
3. Οι δυνάμεις της έλξης ή της απόρριψης μεταξύ των σωματιδίων αερίου είναι αμελητέες εκτός από τις συγκρούσεις. Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μόνο μεταξύ τους κατά τη διάρκεια σύντομων συγκρούσεων.
4. Οι συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων αερίου και των τοιχωμάτων των εμπορευματοκιβωτίων είναι απόλυτα ελαστικές. Σε μια ελαστική σύγκρουση, η κινητική ενέργεια διατηρείται. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας κατά τη διάρκεια συγκρούσεων.
5. Η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου. Αυτό σημαίνει ότι καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται επίσης η μέση ταχύτητα των σωματιδίων αερίου.
Αυτές οι υποθέσεις μας επιτρέπουν να αντλήσουμε σημαντικούς νόμους για το φυσικό αέριο όπως:
* Νόμος του Boyle: Σε σταθερή θερμοκρασία, ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος με την πίεση του.
* Νόμος του Charles: Σε σταθερή πίεση, ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του.
* Νόμος του Gay-Lussac: Σε σταθερό όγκο, η πίεση ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του.
* Ιδανικός νόμος αερίου: Αυτός ο νόμος συνδυάζει τους νόμους του Boyle, του Charles και του Gay-Lussac και εκφράζεται ως PV =NRT, όπου το P είναι πίεση, V είναι όγκος, n είναι ο αριθμός των moles, r είναι η ιδανική σταθερά αερίου και το t είναι η απόλυτη θερμοκρασία.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η κινητική θεωρία των αερίων είναι ένα εξιδανικευμένο μοντέλο και έχει περιορισμούς. Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες όπου οι ενδομοριακές δυνάμεις καθίστανται σημαντικές και ο όγκος των σωματιδίων αερίου δεν είναι πλέον αμελητέος.
