Ideální (dokonalý) plyn je plyn, který má na rozdíl od skutečného plynu tyto ideální vlastnosti: je dokonale stlačitelný a bez vnitřního tření.

Model ideálního plynu v nádobě s pevnými stěnami. Některé molekuly jsou barevně odlišeny pro snadnější sledování pohybu.

Částice takového plynu musejí splňovat následující podmínky:[1][2][3]

  • 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

editovat

Skutečné plyny téměř vyhovují podmínkám ideálního plynu v omezeném rozsahu kolem teploty 0 °C a tlaku 101 325 Pa (tzn. za normálních podmínek). 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:

 

kde   je tlak plynu,   je objem,   celkový počet částic plynu,   termodynamická teplota a   Boltzmannova konstanta.

Průměrná kinetická energie jedné částice ideálního plynu je podle ekvipartičního principu přímo úměrná teplotě:

 

Tuto energii lze vyjádřit rovněž pomocí střední kvadratické rychlosti částic:

 

kde   je hmotnost jedné částice.

Tlak ideálního plynu lze vyjádřit pomocí základní rovnice:

 

kde   je objem nádoby a   je hustota plynu.

Z uvedených vztahů lze určit celkovou vnitřní energii ideálního plynu, která odpovídá úhrnné kinetické energii částic:

 

Reference

editovat
  1. REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Ideální plyn. Encyklopedie fyziky [online]. 2006 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online. 
  2. Ideální plyn. Fyzika 007 [online]. [cit. 2024-02-05]. Dostupné online. 
  3. The Ideal Gas Law. Chemistry LibreTexts [online]. 2013-10-02 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články

editovat