Ideální plyn
Ideální (dokonalý) plyn je plyn, který má na rozdíl od skutečného plynu tyto ideální vlastnosti: je dokonale stlačitelný a bez vnitřního tření.
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
editovatSkutečné 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:
Odkazy
editovatReference
editovat- ↑ REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Ideální plyn. Encyklopedie fyziky [online]. 2006 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online.
- ↑ Ideální plyn. Fyzika 007 [online]. [cit. 2024-02-05]. Dostupné online.
- ↑ The Ideal Gas Law. Chemistry LibreTexts [online]. 2013-10-02 [cit. 2024-02-05]. Dostupné online. (anglicky)