Popoln plin

Kot je znano, imajo vse snovi v naravi svoje lastnosti agregatno stanje, od katerih je eden plin. Konstituentni delci - molekule in atomi - se nahajajo na medsebojni razdalji. Hkrati so v stalno prostem gibanju. Ta lastnost kaže, da se medsebojni vplivi delcev pojavijo le v trenutku pristopa, močno povečujejo hitrost trčenj molekul in njihovo velikost. To plinasto stanje snovi se razlikuje od trdnih in tekočih.

Sama beseda "plin" v grščini pomeni "kaos". To popolnoma zaznamuje gibanje delcev, kar je dejansko naključno in kaotično. Plin ne tvori specifične površine, temveč jo napolni z vsemi razpoložljivimi prostorninami. Takšno stanje snovi je najpogostejše v našem vesolju.

Zakoni, ki določajo lastnosti in obnašanje takšne snovi, so najlažje oblikovani in obravnavani na primeru države, v kateri je relativna gostota molekule in atomi je nizka. Imenovan je bil "idealen plin". V njej je razdalja med delci večja od polmera interakcij medmolekularnih sil.

Torej, idealen plin je teoretični model snovi, v kateri je interakcija delcev skoraj popolnoma odsotna. Za njega morajo obstajati naslednji pogoji:

1. Zelo majhne velikosti molekul.

2. Med njimi ni sile interakcije.

3. Trčenja se pojavijo kot trčenja elastičnih kroglic.

Dober primer takega stanja snovi so plini, pri katerih tlak pri nizki temperaturi ne presega 100-odstotnega atmosferskega tlaka. So razvrščeni kot odpuščeni.

Sama pojem "idealnega plina" je omogočila znanosti, da zgradi molekularno-kinetično teorijo, katere zaključki so potrjeni v številnih eksperimentih. Ta teorija razlikuje med idealnimi in klasičnimi ter kvantnimi plini.

Značilnosti prvega se odražajo v zakonih klasične fizike. Premik delcev v tem plinu ni odvisen drug od drugega, tlak na steni je enak vsoti momentov, ki jih med posameznim trkom oddajajo posamezne molekule. Njihova energija je sestavljena iz posameznih delcev. Delo idealnega plina se v tem primeru izračuna z enačbo Clapeyron p = nkT. Izrazit primer tega so zakoni, ki so jih ustvarili fiziki kot so Boyle-Mariott, Gay-Lussac, Charles.

Če idealen plin zniža temperaturo ali poveča gostoto delcev na določeno vrednost, se njegove lastnosti valov povečajo. Prehod na kvantni plin, v katerem valovna dolžina atomi in molekule so primerljivi z razdaljo med njimi. Tu razlikujemo dve vrsti idealnega plina:

1. Učenje Boseja in Einsteina: delci ene vrste imajo celo število vrtljajev.

2. Statistični podatki Fermi in Dirac: druga vrsta molekul, ki imajo pol-integralni spin.

Razlika med klasičnim idealnim plinom in kvantno je, da se tudi pri absolutno ničli temperaturi vrednost energije in tlačne gostote razlikuje od nič. Postajajo večje z naraščajočo gostoto. V tem primeru imajo delci največjo (drugo ime - meja) energijo. S tega vidika se upošteva teorija strukture zvezd: v tistih tistih, pri katerih je gostota nad 1-10 kg / cm3, je zakon o elektronu jasno izražen. In če presega 109 kg / cm3, se snov pretvori v nevronov.

V kovinah uporaba teorije, v kateri se klasični idealni plin spreminja v kvantno, omogoča razlago velikega dela kovinske lastnosti stanje materije: čim bolj je delec, tem bolj je idealen.

Pri močno izrazitih nizkih temperaturah različnih snovi v tekočih in trdnih pogojih lahko kolektivno gibanje molekul štejemo za delo idealnega plina, ki ga predstavljajo šibki vzbujanji. V takih primerih je viden prispevek k energiji telesa, ki doda delce.